DE10042896A1 - Verfahren zum Ausbilden eins ringartigen Elementes aus einem zylindrischen Element mit einem radialen Flansch an einem Ende - Google Patents
Verfahren zum Ausbilden eins ringartigen Elementes aus einem zylindrischen Element mit einem radialen Flansch an einem EndeInfo
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Abstract
Ein Verfahren zum Ausbilden eines ringartigen Elementes aus einem zylindrischen Element (32; 122) ist offenbart, wobei eine Kraft auf das zylindrische Element in seiner axialen Richtung aufgebracht wird, um dadurch eine plastische Verformung an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes derart zu bewirken, dass ein Flansch (39; 154) sich in einer im Allgemeinen radialen Richtung von einem der entgegengesetzten axialen Enden des zylindrischen Elementes erstreckt, das dem vorstehend erwähnten einen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte entspricht, und ein Schervorgang an dem Flansch bewirkt wird, um das ringartige Element (30) herauszustanzen.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Prozess zum
Ausbilden eines ringartigen Elements, wie beispielsweise ein
Ring, der zum Herstellen erwünschter Erzeugnisse, wie
beispielsweise Teilen von Kraftfahrzeugen, verwendet wird oder
als ein Rohling verwendet wird, der zum Herstellen erwünschter
Erzeugnisse kaltgeschmiedet wird.
Es sind verschiedene Prozesse zum Ausbilden eines vorstehend
beschriebenen ringartigen Elements möglich. Eines dieser
bekannten Prozesse umfasst einen Stanzvorgang und einen
Lochvorgang. Bei diesem Prozess wird ein von einer Streifenrolle
gelieferter Streifen 10 einem Stanzen unterworfen, indem eine
Vielzahl an Werkstücken in der Form ringartiger Platten 12
herausgestanzt wird, während der Streifen 10 zugeführt wird, wie
dies in Fig. 1A gezeigt ist. Jede ringartige Platte 12 hat den
gleichen Außendurchmesser und das gleiche Außenprofil wie das
erwünschte herzustellende Ringelement 14. In der linken Hälfte
von Fig. 1B (an der linken Seite der in der Zeichnung gezeigten
Strichpunktlinie) ist die ringartige Platte 12 im Querschnitt
gezeigt. Die ringartige Platte 12 wird einem Lochvorgang
unterworfen, um den radial inneren Abschnitt von ihr zu
entfernen, um dadurch das Ringelement 14 zu erhalten, das in der
rechten Hälfte der Fig. 1B im Querschnitt gezeigt ist. Der
Durchmesser des radial inneren Abschnittes, der durch das Lochen
zu entfernen ist, ist dem Innendurchmesser des Ringelements 14
gleich. Jedoch leidet der vorstehend beschriebene Prozess, der
das Stanzen und das Lochen umfasst, an einer außerordentlich
geringen Ausstoßrate.
Ein anderer bekannter Prozess zum Ausbilden eines Ringelements
umfasst einen Stanzvorgang, einen Zusammendrückvorgang und einen
Lochvorgang. Bei diesem Prozess wird der Streifen 10 zunächst
einem Stanzvorgang unterworfen, indem eine Vielzahl an
Werkstücken herausgestanzt wird, die ebenfalls die Form von
ringartigen Platten 18 haben, von denen jede einen kleineren
Außendurchmesser als das herzustellende erwünschte Ringelement
16 hat, wie dies in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist. In der
linken Hälfte von Fig. 2B (an der linken Seite einer in der
Zeichnung gezeigten Strichpunktlinie) ist die kreisartige Platte
18 im Querschnitt gezeigt. Danach wird die kreisartige Platte 18
einem Zusammendrückvorgang unterworfen, um ihren radial inneren
Abschnitt zusammenzudrücken, wie dies in der rechten Hälfte von
Fig. 2B gezeigt ist, um dadurch die Dicke des radial inneren
Abschnittes zu verringern und den Durchmesser der kreisartigen
Platte 18 auf den Außendurchmesser des Ringelements 16 zu
vergrößern. Schließlich wird die zusammengedrückte kreisartige
Platte 18 einem Lochvorgang unterworfen, um ihren radial inneren
Abschnitt zu entfernen, wobei dadurch das Ringelement 16
erhalten wird, das in der rechten Hälfte von Fig. 2C im
Querschnitt gezeigt ist. Der Durchmesser des durch das Stanzen
zu entfernenden inneren Abschnittes ist dem Innendurchmesser des
Ringelementes 16 gleich. Dieser Prozess stellt einen
vergleichsweise hohen Härtegrad des Ringelementes 16 aufgrund
des Zusammendrückvorgangs an der kreisartigen Platte 18 sicher,
was zu einer verbesserten Festigkeit des aus dem Ringelement 16
herzustellenden Erzeugnisses führt. Des weiteren stellt dieser
Prozess eine höhere Ausstoßrate als der Prozess der Fig. 1A
und 1B sicher. Jedoch ist die Ausstoßrate bei dem Prozess der
Fig. 2A bis 2C immer noch unzureichend. Des weiteren kann
dieser Prozess nicht bei einem Streifen (einem Rohlingsblech)
mit einer vergleichsweise geringen Dicke angewendet werden.
Ein weitere alternativer bekannter Prozess zum Ausbilden eines
Ringelements umfasst einen Rollenbiegevorgang eines Streifens.
Genauer gesagt werden unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C
eine Vielzahl an in Fig. 3A im Querschnitt gezeigten schmalen
Streifen 20, die jeweils eine relativ geringe Breite haben, aus
dem Streifen 10 ausgebildet. Jeder schmale Streifen 20 wird zu
einem ringartigen Element durch ein Rollenbiegen ausgebildet.
Das somit erhaltene ringartige Element hat einen Spalt 22, wie
dies in Fig. 3B gezeigt ist. Schließlich wird das ringartige
Element einem Abdichtvorgang oder einem Schweißvorgang an dem
Spalt 22 unterworfen, um dadurch ein Ringelement 24 auszubilden,
wie es in Fig. 3C gezeigt ist. Dieser Prozess stellt eine
bedeutend verbesserte Ausstoßrate sicher. Durch das
Vorhandensein des Spaltes 22 an dem Ringelement 24 leidet dieser
Prozess jedoch an einer geringen Festigkeit des aus dem
Ringelement 24 herzustellenden Erzeugnisses. Des weiteren kann
der Prozess nicht bei einem Streifen mit einer vergleichsweise
großen Dicke angewendet werden.
Die Druckschrift JP-A-2-27 058 offenbart einen weiteren
alternativen Prozess zum Ausbilden eines Ringelementes, der
einen Schmiedevorgang an einem Längsendabschnitt eines Rohlings
in der Form einer runden Stange und einen Schervorgang an dem
ausgebildeten Längsendabschnitt umfasst. Genauer gesagt wird der
Längsendabschnitt der runden Stange einem Schmiedevorgang mit
einem Werkzeugsatz, der ein Außenwerkzeug und ein Innenwerkzeug
umfasst, derartig unterworfen, dass ein Stanzabschnitt des
Innenwerkzeugs in ein Werkzeugloch des Außenwerkzeugs bewegt
wird, um eine Verformung des Längsendabschnittes der in dem
Werkzeugloch gehaltenen Stange zu bewirken, so dass eine
kreisartige Vertiefung an der Endseite des Endabschnittes der
Stange ausgebildet wird. Somit ist die kreisartige Vertiefung
durch die ringartige Wand definiert, deren Außendurchmesser
größer als der Ausgangsdurchmesser der Stange ist. Der somit
geschmiedete Längsendabschnitt der Stange wird einem
Schervorgang unterworfen, um nur den ringartigen Wandabschnitt
von dem geschmiedeten Endabschnitt des Balkens abzutrennen,
wodurch ein durch die ringartige Wand gebildetes Ringelement
erhalten wird. Wenn der Durchmesser oder die Querschnittsfläche
der runden Stange vergleichsweise hoch ist, ist es erforderlich,
dass eine hohe Schmiedekraft auf den Längsendabschnitt
aufgebracht wird, um die vorstehend beschriebene durch die
ringartige Wand definierte Vertiefung auszubilden. Daher kann
dieser Prozess dann nicht angewendet werden, wenn das
herzustellende Ringelement einen vergleichsweise großen
Außendurchmesser hat.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Prozess zu schaffen, der ein Ausbilden eines ringartigen
Elementes mit einer ausreichend hohen Ausstoßrate und mit
verringerten Einschränkungen in bezug auf den Durchmesser und in
bezug auf die Dicke des Ringelementes ermöglicht.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe kann durch das Prinzip der
vorliegenden Erfindung gelöst werden, das einen Prozess zum
Ausbilden von zumindest einem ringartigen Element aus einem
zylindrischen Element schafft, der aus den folgenden Schritten
besteht: (a) Aufbringen einer Kraft auf das zylindrische Element
in seiner axialen Richtung, um dadurch eine plastische
Verformung an einem seiner entgegengesetzten axialen
Endabschnitte des zylindrischen Elementes so zu bewirken, dass
ein Flansch sich in einer im Allgemeinen radialen Richtung von
einem der entgegengesetzten axialen Enden des zylindrischen
Elementes erstreckt, das dem einen der entgegengesetzten axialen
Endabschnitte entspricht; und (b) Bewirken eines Schervorgangs
an dem Flansch zum Herausstanzen des ringartigen Elementes.
Bei dem Prozess der vorliegenden Erfindung wird eine Axialkraft
auf das zylindrische Element in seiner Axialrichtung bei dem
plastischen Verformungsschritt so aufgebracht, dass eine
plastische Verformung an seinem einen Endabschnitt bewirkt wird,
so dass sich ein Flansch von dem entsprechenden einen axialen
Ende des zylindrischen Elementes in einer im Allgemeinen
radialen Richtung des zylindrischen Elementes erstreckt. Bei dem
darauf folgenden Scherschritt wird der Flansch einem
Schervorgang unterworfen, um das erwünschte ringartige Element
herauszustanzen. Daher ermöglicht die vorliegende Erfindung ein
Ausbilden des ringartigen Elementes mit einer verringerten
Einschränkung in bezug auf die Größe und die Dicke des
ringartigen Elementes.
Bei einer ersten bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung
wird eine Vielzahl an ringartigen Elementen aufeinanderfolgend
aus dem zylindrischen Element derart ausgebildet, dass der
Schritt des Aufbringens einer Kraft an dem zylindrischen Element
und der Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs wiederholt
ausgeführt werden, nachdem ein erstes Element der Vielzahl an
ringartigen Elementen herausgestanzt worden ist. Bei diesem
Beispiel wird das zylindrische Element, dessen Flansch dem
Schervorgang zum Herausstanzen von jedem ringartigen Element
unterworfen worden ist, der plastischen Verformung derart
unterworfen, dass erneut der sich radial erstreckende Flansch
ausgebildet wird, und dieser Flansch wird erneut einem
Schervorgang unterworfen, um das nächste Element der Vielzahl an
ringartigen Elementen herauszustanzen. Der Prozess gemäß der
vorliegenden bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung stellt
eine relativ hohe Ausstoßrate an ringartigen Elementen sicher.
Bei einer zweiten bevorzugten Form dieser Erfindung weist der
Prozess des weiteren einen Schritt eines Vorbereitens des
zylindrischen Elementes auf, das eine zylindrische Wand und
einen nach innen weisenden Flansch als den Flansch an einem der
entgegengesetzten axialen Enden der zylindrischen Wand hat,
wobei der nach innen weisende Flansch durch eine plastische
Verformung ausgebildet wird, wenn das zylindrische Element
derart ausgebildet wird, dass der nach innen weisende Flansch
sich radial nach innen von der zylindrischen Wand erstreckt, und
wobei der durch die plastische Verformung ausgebildete nach
innen weisende Flansch des weiteren einer plastischen Verformung
bei dem Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische
Element und dem Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs
unterworfen wird. Bei diesem Aufbau wird der nach innen
gerichtete Flansch zunächst einer plastischen Verformung
unterworfen, wenn das zylindrische Element mit diesem nach innen
gerichteten Flansch ausgebildet wird, und er wird erneut der
plastischen Verformung mit einer Axialkraft unterworfen, die auf
das zylindrische Element derart aufgebracht wird, dass das
Material des entsprechenden axialen Endabschnittes des
zylindrischen Elementes in die radial nach innen gerichtete
Richtung der zylindrischen Wand fließt. Dem gemäß hat das aus
dem nach innen gerichteten Flansch herausgestanzte Ringelement
eine erhöhte Festigkeit.
Bei einem vorteilhaften Aufbau der zweiten bevorzugten Form der
Erfindung wird das zylindrische Element mit dem nach innen
gerichteten Flansch durch die folgenden Schritte ausgebildet:
Unterwerfen eines Streifens einem Stanzvorgang zum Herausstanzen
einer kreisartigen Platte; Unterwerfen der kreisartigen Platte
einem Ziehvorgang zum Erzeugen eines zylindrischen Behälters,
der aus einer zylindrischen Wand und einer Bodenwand an einem
der entgegengesetzten axialen Enden der zylindrischen Wand
besteht; und Unterwerfen der Bodenwand einem Stanzvorgang zum
Ausbilden einer Öffnung durch die Bodenwand, um dadurch den nach
innen weisenden Flansch derart auszubilden, dass die Öffnung ein
Profil hat, das dem Innenprofil des ringartigen Elementes
ähnlich ist. Dieser Aufbau ermöglicht ein Ausbilden der
Ringelemente aus dem Rohling in der Form eines Streifens mit
einer höheren Ausstoßrate.
Bei einer dritten bevorzugten Form dieser Erfindung weist der
Prozess des weiteren einen Schritt des Vorbereitens des
zylindrischen Elementes auf, das eine zylindrische Wand und
einen nach außen weisenden Flansch als der Flansch an einem der
entgegengesetzten axialen Enden der zylindrischen Wand hat,
wobei der nach außen weisende Flansch durch eine plastische
Verformung ausgebildet wird, wenn das zylindrische Element
derart ausgebildet wird, dass der nach außen weisende Flansch
sich radial von der zylindrischen Wand nach außen erstreckt, und
wobei der nach außen weisende Flansch, der durch eine plastische
Verformung ausgebildet worden ist, des weiteren einer
plastischen Verformung bei dem Schritt des Aufbringens einer
Kraft auf das zylindrische Element und dem Schritt eines
Bewirkens eines Schervorgangs unterworfen wird. Diese bevorzugte
Form der Erfindung hat im Wesentlichen den gleichen Vorteil wie
die zweite vorstehend beschriebene bevorzugte Form der
Erfindung.
Das ringartige Element kann ein Ringelement mit einem
kreisartigen Innen- und Außenprofil oder ein beliebiges anderes
Element mit einem elliptischen oder einem andersartigen Innen-
und Außenprofil sein.
Die vorstehend beschriebene Aufgabe und andere Ziele, Merkmale
und Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der
vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehend aufgeführte
detaillierte Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsbeispielen der Erfindung in Zusammenhang mit den
beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Die Fig. 1A und 1B zeigen Ansichten eines bekannten Prozesses
zum Ausbilden eines Ringelementes, wobei dieser Prozess einen
Stanzvorgang und einen Lochvorgang umfasst.
Die Fig. 2A, 2B und 2C zeigen Ansichten eines anderen
bekannten Prozesses zum Ausbilden eines Ringelementes, wobei
dieser Prozess einen Stanzvorgang, einen Zusammendrückvorgang
und einen Lochvorgang umfasst.
Die Fig. 3A, 3B und 3D zeigen Ansichten von einem weiteren
bekannten Prozess zum Ausbilden eines Ringelementes, wobei
dieser Prozess einen Rollenwalzvorgang bei einem schmalen
Streifen umfasst.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht von einem Ringelement, das
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung
ausgebildet ist.
Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm von Schritten zum Ausbilden eines
zylindrischen Elementes, aus dem eine Vielzahl an Ringelementen
herausgebildet wird.
Die Fig. 6A, 6B und 6C zeigen Ansichten eines zylindrischen
Behälters und des aus dem zylindrischen Behälter zu erlangenden
zylindrischen Elementes, wobei der zylindrische Behälter und das
zylindrische Element gemäß dem in dem Flussdiagramm von Fig. 5
dargestellten Prozess ausgebildet werden.
Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm der Schritte zum
aufeinanderfolgenden Ausbilden der Ringelemente unter Verwendung
des zylindrischen Elementes, das bei den in dem Flussdiagramm
von Fig. 5 dargestellten Schritten ausgebildet wird.
Fig. 8 zeigt eine schematischen Seitenansicht im Querschnitt von
einer Presse, die als ein Axialpressgerät bei dem plastischen
Verformungsschritt SB1 des Flussdiagramms von Fig. 7 verwendet
wird.
Fig. 9 zeigt eine schematische Seitenansicht im Querschnitt von
einer Stanz- oder Scherpresse, die bei dem Schritt SB2 des
Stanzens oder Scherens des Flussdiagramms von Fig. 7 verwendet
wird.
Fig. 10 zeigt eine Presse, die als ein alternatives
Axialpressgerät bei dem plastischen Verformungsschritt SB1 bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
verwendet wird.
Fig. 11 zeigt eine schematische Seitenansicht im Querschnitt von
einer Presse, die bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung verwendet wird und die als ein Axialpressgerät und ein
Gerät zum Stanzen oder Scheren wirkt.
Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt des
Scherschrittes SB2 bei einem dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
Fig. 13 zeigt eine schematische Seitenansicht im Querschnitt von
einer Presse, die als das Axialpressgerät bei einem vierten
Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 9 wird das erste
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben,
wobei ringartige Elemente in der Form von in Fig. 4 gezeigten
Ringelementen 30 aufeinanderfolgend ausgebildet werden. Jedes
Ringelement 30 hat ein kreisförmiges Innenprofil und ein
kreisförmiges Außenprofil und einen Innendurchmesser von 50 mm,
einen Außendurchmesser von 60 mm und eine Dicke von 5 mm.
Das Ringelement 30 wird aus einem zylindrischen Element 32
ausgebildet, das wiederum aus einem zylindrischen Behälter 36
ausgebildet wird, wie dies in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist.
Ein Prozess zum Ausbilden des zylindrischen Behälters 36 ist in
dem Flussdiagramm von Fig. 5 gezeigt. Zum Ausbilden des
zylindrischen Elementes 32 wird ein Streifen 10 einem
Stanzvorgang bei Schritt SA1 des Flussdiagramms 5 unterworfen,
um eine Vielzahl an Werkstücken in der Form von kreisartigen
Platten 34 herauszustanzen, wie dies in Fig. 6A gezeigt ist.
Es sollte verständlich sein, dass der Schritt SA1 ein Schritt
des Unterwerfens eines Streifens einem Stanzvorgang zum
Herausstanzen einer kreisartigen Platte ist. Der Durchmesser der
aus dem Streifen 10 herausgestanzten kreisartigen Platten 34
wird auf der Grundlage von Versuchsdaten so bestimmt, dass eine
vorbestimmte Anzahl der Ringelemente 30 aus jeder kreisartigen
Platte 34 ausgebildet werden kann. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird der Durchmesser der kreisartigen
Platten 34 so bestimmt, dass zehn Ringelemente 30 aus jeder
kreisartigen Platte 34 erhalten werden.
Auf Schritt SA1 folgt Schritt SA2, bei dem die kreisartige
Platte 34 einem Ziehvorgang unterworfen wird, um den
zylindrischen Behälter 36 herzustellen, der an einem seiner
entgegengesetzten axialen Enden geschlossen ist und an dem
anderen axialen Ende offen ist. Bei Schritt SA2 wird die
kreisartige Platte 34 dem Erzeugen eines zylindrischen Behälters
36 unterworfen. Der zylindrische Behälter 36 besteht aus einer
zylindrischen Wand 40 und einer Bodenwand 38, die eines der
entgegengesetzten axialen Enden der zylindrischen Wand 40
schließt, wie dies im Querschnitt in der rechten Hälfte von Fig.
6B gezeigt ist. In der linken Hälfte der Fig. 68 ist die
kreisartige Platte 34 im Querschnitt gezeigt. Der
Innendurchmesser des zylindrischen Behälters 36 ist um einen
vorbestimmten Betrag größer als der Außendurchmesser des
schließlich auszubildenden Ringelementes 30 gestaltet. Bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser
des zylindrischen Behälters 36 70 mm, während der
Außendurchmesser des Ringelementes 30 60 mm beträgt, wie dies in
Fig. 4 gezeigt ist.
Anschließend wird der Schritt SA3 ausgeführt, um einen
Lochvorgang an der Bodenwand 38 zu bewirken, um eine kreisartige
Platte 41 herauszustanzen, wie dies in Fig. 6C gezeigt ist. Die
kreisartige Platte 41 hat einen Außendurchmesser, der dem
Außendurchmesser des Ringelementes gleich ist, d. h. 60 mm
beträgt. Als ein Ergebnis wird die Bodenwand 38 durch einen nach
innen gerichteten Flansch 39 ersetzt, der eine kreisartige
Bodenöffnung 43 hat, die einen Durchmesser von 60 mm hat, wie
dies im Querschnitt in der rechten Hälfte von Fig. 6C gezeigt
ist. Somit wird das zylindrische Element 32 vorbereitet, aus dem
die Ringelemente 30 auszubilden sind. Daraus ist ersichtlich,
dass der Schritt SA3 ein Schritt ist, bei dem der nach innen
gerichtete Flansch 39 des zylindrischen Behälters 36 einem
Stanzvorgang unterworfen wird, um dadurch die Öffnung 43
auszubilden, deren Profil dem Innenprofil des Ringelementes 30
ähnlich ist, so dass das zylindrische Element 32 hergestellt
wird.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von
Fig. 7 Schritte zum aufeinanderfolgenden Ausbilden der
Ringelemente 30 aus dem zylindrischen Element 32 beschrieben,
das so hergestellt worden ist, wie dies vorstehend beschrieben
ist. Zunächst wird Schritt SB1 bei einem Axialpressgerät in der
Form einer Presse 42 ausgeführt, um eine Axialkraft auf das
zylindrische Element 32 so aufzubringen, dass eine plastische
Verformung von einem Axialendabschnitt des zylindrischen
Elementes 32 an der Seite der Öffnung 43 derart bewirkt wird,
dass das Material von dem fraglichen Axialendabschnitt in der
radial nach innen weisenden Richtung fließt, sodass der
Durchmesser der Öffnung 43 verringert wird.
Der Aufbau der Presse 42 ist in Fig. 8 schematisch gezeigt. Die
linke Hälfte von Fig. 8 (die linke Seite von der
Strichpunktlinie in der Zeichnung) zeigt den Zustand der Presse
42 vor ihrem Betrieb, während die rechte Hälfte von Fig. 8 den
Zustand der Presse 42 nach dem Unterwerfen des zylindrischen
Elementes 32 der plastischen Verformung an der Presse 42 zeigt.
Die Presse 42 hat eine horizontal sich erstreckende untere
Platte 44 und ein unteres Werkzeug 46, das ein Werkzeugloch 48
hat, in dem das zylindrische Element 32 eingepasst wird. Die
Presse 42 hat des weiteren eine obere Platte 50, die parallel zu
der unteren Platte 44 ist und die an einer nicht gezeigten Ramme
verschraubt oder anderweitig befestigt ist. Die obere Platte 50
wird mit der Ramme bewegt, wenn die Ramme hydraulisch bewegt
wird. An der oberen Platte 50 ist eine zylindrische Stanze 52
über einen Stanzenhalter 54 angebracht. Die ringartige Endseite
der zylindrischen Stanze 52 an der Seite des unteren Werkzeug 46
hat eine kreisartige Form, die mit der Form des zylindrischen
Elementes 42 im Querschnitt identisch ist. Das heißt, die
zylindrische Stanze 52 hat den gleichen Innendurchmesser und den
gleichen Außendurchmesser wie das zylindrische Element 32. Die
zylindrische Stanze 52 ist an der oberen Platte 50 derart
angebracht, dass die Achse der Stanze 52 senkrecht zu der oberen
Platte 50 steht. Die axiale Länge und der Arbeitshub der Ramme
(d. h. der oberen Platte 50) werden so bestimmt, dass das untere
Ende der Stanze 52 in einen Anlagekontakt mit der oberen
Endseite 67 des zylindrischen Elementes 32 gebracht werden kann,
das innerhalb des Loches 48 positioniert ist.
Die obere Platte 50 hat ein mit einem Absatz versehenes Loch 50,
das aus einem Abschnitt 56 mit großem Durchmesser und einem
Abschnitt 62 mit kleinem Durchmesser besteht, die zum Definieren
einer ringartigen Absatzfläche 57 zwischen ihnen zusammenwirken.
Die Presse 42 hat des weiteren ein zylindrisches
Innendruckelement 58, das durch die obere Platte 50 gestützt
ist. Das heißt, das Druckelement 58 hat einen unteren Abschnitt
mit großem Durchmesser, wobei der Durchmesser im Wesentlichen
dem Innendurchmesser des zylindrischen Elementes 32 gleich ist,
und einen oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, dessen
oberer Endabschnitt sich über den Durchmesser 32 mit kleinem
Durchmesser des Absatzloches 55 erstreckt. Der Abschnitt mit
kleinem Durchmesser des Druckelementes 58 hat einen Durchmesser,
der im Wesentlichen dem Durchmesser des Abschnittes 62 mit
kleinem Durchmesser gleich ist, so dass das Druckelement 58
relativ zu der oberen Platte 50 axial gleitfähig bewegbar ist.
Das Druckelement 58 ist mit einem Anschlag 60 in der Form einer
kreisartigen Scheibe versehen, die an der Endseite seines
Abschnittes mit kleinem Durchmesser befestigt ist. Der Anschlag
60, der den gleiche Durchmesser wie der Abschnitt 56 mit großem
Durchmesser des Absatzloches 55 hat, ist in diesem Abschnitt 56
mit großem Durchmesser eingepasst. Der Abschnitt mit großem
Durchmesser des Druckelementes 58 hat eine horizontale untere
Endseite 63 für einen Kontakt mit der Bodenwand des
zylindrischen Elementes 32.
Eine Schraubenfeder 64 ist in einem ringartigen Raum zwischen
der Innenumfangsfläche der zylindrischen Stanze 52 und der
Außenumfangsfläche des Abschnittes mit kleinem Durchmesser des
Innendruckelementes 58 derart angeordnet, dass das obere Ende
der Schraubenfeder 64 in Kontakt mit der unteren Fläche der
oberen Platte 50 gehalten wird, während das untere Ende der
Schraubenfeder 64 in Kontakt mit der Absatzfläche zwischen dem
Abschnitt mit großem Durchmesser und dem Abschnitt mit kleinem
Durchmesser des Druckelementes 58 gehalten wird. Die
Schraubenfeder 64 spannt das Druckelement 58 in der nach unten
weisenden Richtung d. h. zu dem Boden des Werkzeugloches 48 vor.
Somit wird das Druckelement 58 normalerweise an Ort und Stelle
mit dem Anschlag 60 gehalten, der mit der ringartigen
Absatzfläche 57 unter der Vorspannkraft der Schraubenfeder 64 in
Kontakt gehalten wird. Wenn die zylindrische Stanze 52 mit der
oberen Platte 50 relativ zu dem unteren Werkzeug 46 nach unten
bewegt wird, wird der untere Abschnitt des Abschnittes mit
großem Durchmesser des Druckelementes 58 in das zylindrische
Element 32 bewegt, das in dem Werkzeugloch 48 eingepasst ist, so
dass das zylindrische Element 32 zu der Bodenfläche des
Werkzeugloches 48 gedrängt wird. Nachdem die untere Endseite des
Druckelementes 48 mit dem nach innen weisenden Flansch 39 in
Kontakt gebracht worden ist, wird der Anschlag 60 von der
Absatzfläche 57 mit der zusammengedrückten Schraubenfeder 64
wegbewegt, wie dies in der rechten Hälfte von Fig. 8 gezeigt
ist. Es sollte verständlich sein, dass das Innendruckelement 58
und die Schraubenfeder 64 zusammenwirken, um als eine
Pressvorrichtung 66 zum Halten des zylindrischen Elementes 32 in
dem Werkzeugloch 48 zu wirken, während das zylindrische Element
32 zu der Bodenfläche des Werkzeugloches 48 gedrängt wird.
Bei dem vorstehend aufgezeigten Schritt SB1 von Fig. 7 wird die
obere Platte 50 abgesenkt, um die zylindrische Stanze 52 in das
Werkzeugloch 48 für einen Anlagekontakt mit der oberen Endseite
67 des zylindrischen Elementes 32 zu bewegen, um dadurch das
zylindrische Element 32 derart axial zu drängen, dass die obere
Endseite 67 um einen vorbestimmten geeigneten Abstand in der
axialen Richtung abgesenkt wird. Wie dies vorstehend aufgezeigt
ist, ist der Durchmesser (60 mm) der kreisartigen Bodenöffnung
43 des zylindrischen Elementes 32 vor der plastischen Verformung
bei Schritt SB1 dem Außendurchmesser des auszubildenden
Ringelementes 30 gleich. Der vorstehend aufgezeigte axiale
Abstand, um den die obere Endseite 67 durch die nach unten
gerichtete Bewegung der Stanze 52 an der Presse 42 abgesenkt
wird, wird auf der Grundlage von Versuchsdaten so bestimmt, dass
der Originaldurchmesser (60 mm) der kreisartigen Bodenöffnung 42
(Innendurchmesser des nach innen weisenden Flansches 39) auf den
Innendurchmesser (50 mm) des Ringelementes 30 verringert wird.
Als ein Ergebnis der Verringerung des Innendurchmessers des nach
innen weisenden Flansches 39 durch die plastische Verformung des
unteren Endabschnittes des zylindrischen Elementes 32 wird die
Härte des Elementes 32 an seinem unteren Endabschnitt erhöht,
dessen nach innen weisender Flansch 39 den Innendurchmesser hat,
der dem Innendurchmesser des Ringelementes 30 gleich ist.
Dem Schritt SB1 der plastischen Verformung folgt Schritt SB2,
bei dem der nach innen weisende Flansch 39 einem Schervorgang
oder Stanzvorgang bei einer Scher- oder Stanzpresse 70
unterworfen wird, um das Ringelement 30 herauszustanzen, wie
dies in der Querschnittsansicht von Fig. 9 der Scherpresse 70
gezeigt ist. In der linken Hälfte von Fig. 9 (links von der
Strichpunktlinie in der Zeichnung) ist das zylindrische Element
32 vor dem Schervorgang zum Herausstanzen des Ringelementes 30
gezeigt. In der rechten Hälfte von Fig. 9 ist das zylindrische
Element 32 nach dem Schervorgang d. h. nach dem Herausstanzen
des Ringelementes 30 durch ein Abscheren des radial inneren
Abschnittes des nach innen weisenden Flansches 39 gezeigt.
Die Scher- oder Stanzpresse 70 hat eine sich horizontal
erstreckende untere Platte 72 und ein an der unteren Platte 72
feststehend montiertes unteres Werkzeug 74. Das untere Werkzeug
74 hat ein Werkzeugloch 76, in dem das zylindrische Element 32
eingepasst wird, das der plastischen Verformung an der Presse 42
unterworfen worden ist. Das Werkzeugloch 76 hat einen unteren
Endabschnitt, der als ein Scherloch 78 dient. Der Durchmesser
des Scherloches 78 an seinem oberen offenen Ende ist dem
Außendurchmesser des zu erzielenden Ringelementes 30 gleich.
Die Scherpresse 70 hat des weiteren eine obere Platte 80, die
parallel zu der unteren Platte 72 ist und mit einer nicht
gezeigten Ramme verschraubt oder anderweitig befestigt ist. An
der oberen Platte 80 ist eine zylindrische Stanze 82 über einen
Stanzenhalter 84 derart angebracht, dass die zylindrische Stanze
82 konzentrisch zu dem Scherloch 78 ist. Die Stanze 82 hat einen
Durchmesser, der dem Außendurchmesser des Ringelementes 30
gleich ist, und eine Achse, die senkrecht zu der unteren Platte
72 (obere Platte 80) steht. Die Stanze 82 hat eine untere
Endseite, die parallel zu der unteren Platte 72 ist.
Bei dem Scherschritt SB2, der nach dem Schritt SB1 der
plastischen Verformung ausgeführt wird, bei dem der
Innendurchmesser des nach innen weisenden Flansches 39 des
zylindrischen Elementes 32 auf den Innendurchmesser (50 mm) des
Ringelementes 30 verringert wird, wird die obere Platte 80 nach
unten bewegt, um die zylindrische Stanze 82 in das Ringelement
32 abzusenken, das in dem Loch 76 eingepasst ist, so dass der
nach innen weisende Flansch 39 mit der Öffnung 43 einem
Schervorgang durch und zwischen der Stanze 82 und dem unteren
Werkzeug 74 unterworfen wird, um dadurch das Ringelement 30 von
dem nach innen weisenden Flansch 39 herauszustanzen.
Anschließend wird der Schritt SB3 ausgeführt, um zu bestimmen,
ob eine vorbestimmte Anzahl der Ringelemente 30 erzeugt worden
ist oder aus dem zylindrischen Element 32 ausgebildet worden
ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Schritt
SB3 ausgeführt, um zu bestimmen, ob insgesamt zehn Ringelemente
30 aus dem zylindrischen Element 32 ausgebildet worden sind. Bei
einer negativen Entscheidung (NEIN) bei Schritt SB3 geht die
Steuerung zu Schritt SB1 zurück, um die plastische Verformung
des zylindrischen Elementes 32 an der Presse 42 zu bewirken, um
den Durchmesser der Bodenöffnung 43 erneut auf den
Innendurchmesser des Ringelementes 30 zu verringern. Danach wird
der Schritt SB2 ausgeführt, um den Schervorgang erneut an dem
nach innen weisenden Flansch 39 des zylindrischen Elementes 32
an der Scherpresse 70 zu bewirken, so dass ein weiteres
Ringelement 30 hergestellt wird. Die Schritte SB1 und SB2 werden
wiederholt ausgeführt, bis eine bestätigende Entscheidung (JA)
bei Schritt SB3 erhalten wird, d. h. bis eine Gesamtanzahl von
zehn Ringelementen 30 aus dem gleichen zylindrischen Element 32
erhalten worden ist. Der vorliegende Prozess stellt das
aufeinanderfolgende Ausbilden einer Vielzahl an Ringelementen 30
mit einer wesentlich gesteigerten Ertragsrate sicher.
Bei dem Prozess zum Ausbilden des Ringelementes 30 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das
zylindrische Element 32 bei dem Schritt SB1 der plastischen
Verformung axial gedrückt, um den unteren Endabschnitt des
zylindrischen Elementes 32 plastisch zu verformen, um so den
Durchmesser der Bodenöffnung 43 auf den Innendurchmesser der
auszubildenden Ringelemente 30 zu verringern. Bei dem
darauffolgenden Scher- oder Stanzschritt SB2 wird der plastisch
verformte nach innen weisende Flansch 39 des zylindrischen
Elementes 32 einem Scher- oder Stanzvorgang unterworfen, um ein
Ringelement 30 jedes Mal herauszustanzen, wobei die
Einschränkungen in der Größe und der Dicke des Ringelementes 30
verringert sind.
Des weiteren ist das vorliegende Ausführungsbeispiel daran
angepasst, dass das zylindrische Element 32 wiederholt dem
Schritt SB1 der plastischen Verformung und dem Scherschritt SB2
unterworfen wird, um insgesamt zehn Ringelemente 30 nacheinander
mit einer hohen Ertragsrate oder Ausstoßrate herauszustanzen.
Es sollte ebenfalls beachtet werden, dass der untere
Endabschnitt des zylindrischen Elementes 32 wiederholt der
axialen und radialen nach innen gerichteten plastischen
Verformung unterworfen wird, so dass ein äußerster Endabschnitt
der zylindrischen Wand 40 des zylindrischen Elementes 32
schließlich den nach innen weisenden Flansch 39 vorsieht und der
nach innen weisende Flansch 39 aufgrund der wiederholten
Ausführung des Schrittes SB1 der plastischen Verformung
ausreichend gehärtet ist. Dem gemäß haben die aus dem nach innen
weisenden Flansch 39 ausgebildeten Ringelemente 30 einen hohen
Festigkeitsgrad. Insbesondere die Festigkeit der Ringelemente
30, die nach einer relativ hohen Anzahl an Ausführungen des
Schrittes SB1 der plastischen Verformung ausgebildet worden
sind, ist beträchtlich hoch.
Bei dem vorliegenden Prozess wird das zylindrische Element 32
ausgebildet, indem anfänglich ein Stanzvorgang an dem Streifen
10 ausgeführt wird, um eine Vielzahl an kreisartigen Platten 34
bei dem Stanzschritt SA1 herauszustanzen, indem danach ein
Ziehvorgang an jeder kreisartigen Platte 34 ausgeführt wird, um
so den zylindrischen Behälter 36 bei dem Ziehschritt SA2
auszubilden, und indem schließlich ein Lochvorgang an der
Bodenwand 38 des zylindrischen Behälters 36 ausgeführt wird, um
so die Bodenöffnung 43 über den nach innen weisenden Flansch 39
bei dem Lochschritt SA3 auszubilden.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die
Querschnittsansichten der Fig. 10 bis 13 andere
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei
denen die gleiche Bezugszeichen wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel der Fig. 4 bis 9 zum Wiedergeben der in
Bezug auf die Funktion entsprechenden Elemente verwendet sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 10 wird ein Axialpressgerät
in der Form einer Presse 90 anstelle der Presse 42 von Fig. 8
verwendet. Die Presse 90 wendet einen zylindrischen Anschlag 94
an, der an dem unteren Abschnitt des unteren Werkzeugs 46 derart
eingebaut ist, dass der Anschlag 94 teilweise in das
Werkzeugloch 48 von einer Bodenfläche 92 des Werkzeugloches 48
vorsteht. Der Betrag des nach oben gerichteten Vorstehens des
zylindrischen Anschlags 94 von der Bodenfläche 92 ist der Dicke
des nach innen weisenden Flansches 39 gleich. Der zylindrische
Anschlag 94 hat einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser von
50 mm des Ringelementes 30 gleich ist.
Bei dem Schritt SB1 der plastischen Verformung wird das in dem
Werkzeugloch 48 des unteren Werkzeugs 46 der Presse 90
eingepasste zylindrische Element 32 der plastischen Verformung
derart unterworfen, dass die Innenumfangsfläche der Bodenöffnung
43 in einen Anlagekontakt mit einer Außenumfangsfläche 96 des
zylindrischen Anschlages 94 gebracht wird. Somit wirkt der
zylindrische Anschlag 94 als ein Element zum Verringern des
Durchmessers der Bodenöffnung 43 exakt auf den Innendurchmesser
(50 mm) des auszubildenden Ringelementes 30. Bei diesem zweiten
Ausführungsbeispiel wird ebenfalls das somit plastisch verformte
zylindrische Element 32 einem Schervorgang an der Presse 70 von
Fig. 9 unterworfen, um das Ringelement 30 aus der Bodenwand 38
bei dem Scher- oder Stanzschritt SB2 herauszustanzen.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ermöglicht das zweite
Ausführungsbeispiel, das die Presse 90 mit dem zylindrischen
Anschlag 94 anwendet, eine genaue plastische Verformung des
zylindrischen Elementes 32, um so die Bodenwand 38 derart
auszubilden, dass die Bodenöffnung 43 den Durchmesser hat, der
genau der gleiche wie der Innendurchmesser des auszubildenden
Ringelementes 30 ist. Dem gemäß ermöglicht das vorliegende
Ausführungsbeispiel eine verbesserte Maßgenauigkeit der
Ringelemente 30.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Fig. 11 und 13 wird
eine Presse 100 anstelle der Pressen 42 und 70 der Fig. 8 und
9 verwendet, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet
worden sind. Das heißt, die Presse 100 dient nicht nur als
Axialpressgerät sondern ebenfalls als Scherpresse. Die linke
Hälfte von Fig. 11 zeigt das zylindrische Element 32 vor der
plastischen Verformung, während die rechte Hälfte von Fig. 11
das zylindrische Element 32 nach der plastischen Verformung
zeigt. Die linke Hälfte von Fig. 12 zeigt das zylindrische
Element 32 vor dem Scher- oder Stanzvorgang an dem nach innen
weisenden Flansch 39, während die rechte Hälfte von Fig. 12 das
zylindrische Element 32 nach dem Schervorgang an dem nach innen
weisenden Flansch 39 zeigt.
Die Presse 100 hat eine sich horizontal erstreckende untere
Platte 102 und ein daran feststehend montiertes unteres Werkzeug
104. Das untere Werkzeug 104 hat den gleichen Aufbau wie das
untere Werkzeug 74 der Presse 70 von Fig. 9 und hat ein
Werkzeugloch 106, in dem das zylindrische Element 32 eingepasst
wird. Das Werkzeugloch 106 hat einen unteren Endabschnitt, der
als ein Scherloch 108 dient, dessen Durchmesser dem
Außendurchmesser (60 mm) des auszubildenden Ringelementes gleich
ist. Die Presse 100 hat des weiteren eine zylindrische
Außenstanze 110 mit dem gleichen Innendurchmesser und
Außendurchmesser wie das zylindrische Element 32. Die
Außenstanze 110 ist an einer nicht gezeigten ersten Ramme derart
befestigt, dass die Außenstanze 110 konzentrisch zu dem in dem
Werkzeugloch 106 eingepassten zylindrischen Element 32 ist. Die
Presse hat des weiteren eine zylindrische Innenstanze 112 mit
einem Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser des
Ringelementes 30 gleich ist. Die Innenstanze 112 ist an einer
nicht gezeigten zweiten Ramme derart befestigt, dass die
Innenstanze 112 konzentrisch zu dem Scherloch 108 ist. Zwischen
der Außenstanze und der Innenstanze 110 und 112 ist eine
zylindrische Zwischenstanze 114 angeordnet, die an einer nicht
gezeigten dritten Ramme befestigt ist. Die Zwischenstanze 114
ist axial gleitfähig in Kontakt zu der Außenstanze 110 und der
Innenstanze 112. Die erste, die zweite und die dritte Ramme sind
mit jeweiligen hydraulisch betätigten Zylindern verbunden, so
dass die drei Stanzen 110, 112 und 114, die mit den jeweiligen
Rammen verbunden sind, zu der unteren Platte 102 und von dieser
weg axial bewegbar sind. Das heißt die Presse 100 ist eine
hydraulisch betätigte Doppelwirkpresse. Die zueinander
unabhängigen Verbindungen der Außenstanze, Innenstanze und
Zwischenstanze 110, 112 und 114 mit den jeweiligen hydraulisch
betätigten Zylindern sind durch Symbole an dem oberen Ende der
Fig. 11 und 12 gezeigt.
Die linke Hälfte von Fig. 11 zeigt den Betriebszustand der
Presse 100, bei der die untere Endseite der Außenstanze 110 sich
in Anlagekontakt mit der oberen Endseite des zylindrischen
Elementes 32 befindet, das in dem Werkzeugloch 106 des unteren
Werkzeugs 104 eingepasst ist, während die untere Endseite der
Zwischenstanze 114 sich in Kontakt mit der Innenfläche des nach
innen weisenden Flansches 39 des zylindrischen Elementes 32
befindet. In diesem Zustand wird die Außenstanze 110 um einen
vorbestimmten Abstand zum Bewirken der plastischen Verformung
des unteren Endabschnittes des zylindrischen Elementes 32
abgesenkt, so dass der Durchmesser der Bodenöffnung 43 auf den
Innendurchmesser (50 mm) des auszubildenden Ringelementes 30
verringert wird. Dies ist der Schritt SB1 zur plastischen
Verformung. Die rechte Hälfte von Fig. 11 zeigt das zylindrische
Element 32 nach dem Schritt SB1 der plastischen Verformung.
Die linke Hälfte von Fig. 12 zeigt den gleichen Zustand der
Presse 100, der in der rechten Hälfte von Fig. 11 gezeigt ist.
Die rechte Hälfte von Fig. 12 zeigt das Ringelement 30, das aus
dem nach innen weisenden Flansch 39 bei dem Scher- oder
Stanzschritt SB2 herausgestanzt worden ist. Bei diesem
Scherschritt SB2 wird die Innenstanze 112 abgesenkt, um den
Schervorgang an dem nach innen weisenden Flansch 39 zu bewirken,
um so das Ringelement 30 herauszustanzen, dessen
Außendurchmesser dem Durchmesser der Innenstanze 112 gleich ist.
Anschließend wird die Innenstanze 112 von dem nach innen
weisenden Flansch 39 des zylindrischen Elementes 32 nach oben
wegbewegt und die Außenstanze 110 wird erneut abgesenkt, um die
plastische Verformung des zylindrischen Elementes 32 zu
bewirken, um so den Durchmesser der Bodenöffnung 43 auf den
Innendurchmesser des auszubildenden Ringelementes 30 zu
verringern. Danach wird die Innenstanze 112 erneut abgesenkt, um
das Ringelement 30 aus der Bodenwand 38 herauszustanzen. Durch
ein Wiederholen der vorstehend beschriebenen Schritte kann eine
Vielzahl an Ringelementen 30 ausgebildet werden, wobei ein
Ringelement nach dem anderen aus dem gleichen zylindrischen
Element 32 ausgebildet wird.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel von Fig. 13 wird eine Presse
120 als ein Axialpressgerät anstelle der Presse 42 von Fig. 8
verwendet. Die Presse 120 ist an ein Ausführen des Schrittes SB1
der plastischen Verformung an einem zylindrischen Element 122
angepasst, das sich von dem zylindrischen Element 32 dahingehend
unterscheidet, dass das zylindrische Element 122 vielmehr einen
nach außen gerichteten Flanschabschnitt 154 an dem unteren Ende
als den nach innen gerichteten Flansch 39 hat. Die Presse 120
ist an ein Ausführen der plastischen Verformung des unteren
Endabschnittes des zylindrischen Elementes 122 angepasst, der
den nach außen weisenden Flansch 154 hat. Das zylindrische
Element 122 kann beispielsweise durch ein Trennen eines
röhrenartigen Elementes in eine Vielzahl an Röhren und durch ein
Unterwerfen von einem Axialendabschnitt jeder Röhre einem
Ziehvorgang zum plastischen Verformen des Endabschnittes der
Röhre ausgebildet werden, um so den nach außen weisenden Flansch
154 auszubilden.
Die Presse 120 hat eine sich horizontal erstreckende untere
Platte 126 und ein an der unteren Platte 126 feststehend
montiertes unteres Werkzeug 128. Das untere Werkzeug 128 hat ein
Werkzeugloch 130 und hat einen mittleren zylindrischen Vorsprung
132, der sich von einer horizontalen Bodenfläche 131 des
Werkzeugloches 130 nach oben erstreckt. Der zylindrische
Vorsprung 132 hat einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser
des zylindrischen Elementes 122 gleich ist, und eine axiale
Länge, die größer als die axiale Länge des zylindrischen
Elementes 122 ist.
Die Presse 120 hat des weiteren eine obere Platte 134, die zu
der unteren Platte 126 parallel ist und die an einer nicht
gezeigten Ramme verschraubt oder anderweitig befestigt ist. Wenn
die Ramme durch einen hydraulisch betätigten Zylinder vertikal
bewegt wird, wird die obere Platte 134 mit der Ramme bewegt. An
der oberen Platte 134 ist eine zylindrische Stanze 136 über
einen Stanzenhalter 138 derart angebracht, dass der untere
Abschnitt der Stanze 136 mit dem oberen Endabschnitt des
zylindrischen Vorsprungs 132 in Eingriff bringbar ist. Die
zylindrische Stanze 136 hat den gleichen Außendurchmesser und
Innendurchmesser wie die zylindrischen Elemente 122.
Die Presse 120 hat des weiteren ein ringartiges
Außendruckelement 140 mit einem Außendurchmesser, der dem
Durchmesser des Werkzeugloches 130 gleich ist. Das
Außendruckelement 140 besteht aus einem oberen Abschnitt und
einem unteren Abschnitt mit einem kleineren Innendurchmesser als
der obere Abschnitt. Die obere Platte 134 hat ein ringartiges
Abatzloch 141, das aus einem oberen Abschnitt 142 und einem
unteren Abschnitt 146 mit einem geringeren Außendurchmesser als
der obere Abschnitt 142 besteht. Der obere und der untere
Abschnitt 142 und 146, die unterschiedliche Außendurchmesser und
gleiche Innendurchmesser haben, wirken zusammen, um zwischen
ihnen eine ringartige Absatzfläche 147 zu definieren. Der obere
Endabschnitt des oberen Abschnittes des Druckelementes 140
erstreckt sich über den unteren Abschnitt 146 des Absatzloches
141. Ein ringartiger Anschlag 144 mit dem gleichen
Außendurchmesser und Innendurchmesser wie der ringartige obere
Abschnitt 142 des Absatzloches 141 ist an der oberen Endseite
des oberen Abschnittes des Druckelementes 140 derart befestigt,
dass der ringartige Anschlag 144 innerhalb des oberen
Abschnittes 142 des Absatzloches 141 gleitfähig bewegbar ist.
Das heißt, das Außendruckelement 140 ist mit dem Anschlag 144
relativ zu der oberen Platte 134 in der Pressformrichtung der
Presse 120 axial bewegbar.
Der untere Abschnitt des Druckelementes 140 hat einen
Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser des zylindrischen
Elementes 122 gleich ist, und einen Außendurchmesser, der dem
Durchmesser des Werkzeugloches 130 gleich ist. Das Druckelement
140 ist relativ zu der oberen Platte 134 und dem unteren
Werkzeug 128 radial so positioniert, dass der untere Abschnitt
des Druckelements 140 mit dem Werkzeugloch 130 in Eingriff
bringbar ist. Eine Schraubenfeder 148 ist in einem ringartigen
Raum zwischen dem oberen Abschnitt des Druckelementes 140 und
der zylindrischen Stanze 136 derart angeordnet, dass das obere
Ende der Schraubenfeder 148 in Kontakt mit der unteren Fläche
der oberen Platte 134 gehalten wird, während das untere Ende der
Schraubenfeder 148 in Kontakt mit der ringartigen Absatzfläche
gehalten wird, die zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt
des Druckelementes 140 definiert ist. Somit spannt die
Schraubenfeder 148 das Druckelement 140 in der nach unten
weisenden Richtung so vor, dass der ringartige Anschlag 144
normalerweise in Kontakt mit der ringartigen Absatzfläche 147
gehalten wird. Wenn die obere Platte 134 mit der Stanze 136 und
dem Druckelement 140 zu dem unteren Werkzeug 128 hin abgesenkt
wird, indem das zylindrische Element 122 in dem Werkzeugloch 130
und an dem mittleren Vorsprung 132 eingepasst ist, wird das
Druckelement 140 in Eingriff mit der Außenumfangsfläche des
zylindrischen Elementes 122 gebracht. Schließlich wird das
Druckelement 140 an seiner unteren Endseite mit dem nach außen
weisenden Flansch 154 des zylindrischen Elementes 122 in Kontakt
gebracht. Nachdem das Druckelement 140 mit dem nach außen
weisenden Flansch 154 in Kontakt gebracht worden ist, wird der
Anschlag 144 von der Absatzfläche 147 wegbewegt, wobei die
Schraubenfeder 148 zusammengedrückt wird, wie dies in der
rechten Hälfte von Fig. 13 gezeigt ist. Somit wirken das
Außendruckelement 140 und die Feder 148 zusammen, um als eine
Pressvorrichtung 150 zum Halten des zylindrischen Elementes 122
in dem Werkzeugloch 130 zu wirken, während das zylindrische
Element 122 an die Bodenfläche 131 des Werkzeugloches 130
gedrängt wird.
Beim Betrieb der wie vorstehend beschrieben aufgebauten Presse
120 wird das zylindrische Element 122 in das Werkzeugloch 130 in
Eingriff mit dem mittleren zylindrischen Vorsprung 132
eingesetzt und die obere Platte 134 wird abgesenkt, um die
Stanze 138 um einen vorbestimmten Abstand so nach unten zu
bewegen, dass eine obere Endseite 152 des zylindrischen
Elementes 122 um einen vorbestimmten Abstand abgesenkt ist. Der
Abstand dieser nach unten gerichteten Bewegung der oberen
Endseite 152 wird aufgrund von Versuchsdaten so bestimmt, dass
der Durchmesser des nach außen weisenden Flansches 154, der
anfänglich dem Innendurchmesser von 50 mm des auszubildenden
Ringelementes 30 gleich ist, auf den Außendurchmesser von 60 mm
des Ringelementes 30 erhöht wird. Das heißt, das Aufbringen
einer Axialkraft von der Stanze 136 auf das zylindrische Element
122 bei dem Schritt SB1 der plastischen Verformung bewirkt ein
Fließen des Materials des unteren Endabschnittes der
zylindrischen Wand des Elementes 122 in die radial nach außen
weisende Richtung, so dass der Außendurchmesser des nach außen
weisenden Flansches auf den Durchmesser des zu erzielenden
Ringelementes 30 erhöht wird.
Anschließend wird der nach außen weisende Flansch 154 des
zylindrischen Elementes 122, der dem Schritt SB1 der plastischen
Verformung unterworfen worden ist, dem Stanz- oder Scherschritt
SB2 an einer Scher- oder Stanzpresse unterworfen, um das
Ringelement 30 herauszustanzen. Die Schritte SB1 und SB2 werden
wiederholt ausgeführt, um aufeinanderfolgend eine Vielzahl an
Ringelementen 30 unter Verwendung des gleichen zylindrischen
Elementes 122 zu erzeugen.
Während die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser
Erfindung vorstehend detailliert unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen lediglich zum Zwecke der
Veranschaulichung beschrieben worden sind, sollte verständlich
sein, dass die Erfindung auch anderweitig ausgeführt werden
kann.
Obwohl die dargestellten Ausführungsbeispiele daran angepasst
sind, dass die Ringelemente 30 als das Enderzeugnis hergestellt
werden, kann das Prinzip der vorliegenden Erfindung auch auf die
Herstellung von Zwischenerzeugnissen in der Form von Ringen
angewendet werden, aus denen die Ringelemente als die
Enderzeugnisse durch einen weiteren Stanz- oder Schervorgang
erhalten werden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen haben der nach innen
weisende Flansch 39 des zylindrischen Elementes 32 und der nach
außen weisende Flansch 154 des zylindrischen Elementes 122 ein
kreisartiges Innen- oder Außenprofil und die Ringelemente 30 mit
kreisartigen Innen- und Außenprofilen (einer ringartigen
Querschnittsform) werden durch die plastische Verformung der
zylindrischen Elemente 32 und 122 und den Stanzvorgang an dem
nach innen weisenden oder nach außen weisenden Flansch 39 bzw.
154 erzeugt. Jedoch kann der nach innen weisende oder der nach
außen weisende Flansch des zylindrischen Elementes eine
elliptische oder andere Querschnittsform haben, sodass
elliptische Elemente oder andere ringartige Elemente, deren
Querschnittsform nicht kreisartig ist oder vergleichsweise
kompliziert ist, aus dem elliptischen oder anderweitig geformten
Flansch des zylindrischen Elementes hergestellt werden können.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der zylindrische
Behälter 36 zunächst aus dem Streifen 10 vorbereitet und danach
wird das zylindrische Element 32 durch ein Entfernen eines
radial inneren Abschnittes 41 der Bodenwand 34 des zylindrischen
Behälters 36 vorbereitet. Jedoch kann das zylindrische Element
32 mit dem nach innen weisenden Flansch 39 erhalten werden,
indem ein röhrenartiges Element zum Erzielen einer Röhre mit
einer erwünschten Länge abgetrennt wird und der Endabschnitt der
Röhre einem Ziehvorgang oder einer anderen plastischen
Verformung zum Ausbilden des nach innen weisenden Flansches an
einem Ende der Röhre unterworfen wird.
Obwohl der nach innen weisende Flansch 39 und der nach außen
weisende Flansch 154 der zylindrischen Elemente 32 und 122 sich
radial nach innen oder radial nach außen von der zylindrischen
Wand der zylindrischen Elemente 32 und 122 erstrecken, d. h.
sich exakt senkrecht im Bezug auf die Achse der zylindrischen
Elemente 132 und 122 erstrecken, kann der Winkel des nach innen
bzw. nach außen weisenden Flansches in Bezug auf die Achse der
zylindrischen Elemente von 90° unter der Voraussetzung
abweichen, dass die Ringelemente 30 aus einem derartigen nach
innen weisenden oder nach außen weisenden Flansch herausgestanzt
werden können.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der
Anfangsinnendurchmesser (60 mm) des nach innen weisenden
Flansches 39, der durch ein Herausstanzen der kreisartigen
Platte 41 ausgebildet worden ist, größer als der
Innendurchmesser (50 mm) des auszubildenden Ringelementes 30 und
dieser Anfangsinnendurchmesser wird auf den Innendurchmesser des
Ringelementes 30 bei dem ersten Ausführen des Schrittes SB1 der
plastischen Verformung verringert. Jedoch kann der
Anfangsinnendurchmesser des nach innen weisenden Flansches 39
dem Innendurchmesser des Ringelementes 30 gleich sein. In diesem
Fall wird der Stanz- oder Schervorgang an dem nach innen
weisenden Flansch bei dem Schritt SB2 vor dem Schritt SB1 der
plastischen Verformung ausgeführt. Das heißt, der Schritt SB1
der plastischen Verformung wird das erste Mal dann ausgeführt,
nachdem das erste Ringelement 30 erhalten worden ist. Bei diesem
Aufbau ist der Durchmesser der zu entfernenden kreisartigen
Platte 41 kleiner, so dass der Materialverbrauch günstiger ist.
Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung mit
unterschiedlichen anderen Veränderungen, Abweichungen und
Verbesserungen ausgeführt werden kann, auf die Fachleute kommen,
ohne von dem Umfang der durch die beigefügten Ansprüche
definierten Erfindung abzuweichen.
Es ist ein Prozess zum Ausbilden des ringartigen Elementes aus
dem zylindrischen Element offenbart, bei dem eine Kraft auf das
zylindrische Element in seiner axialen Richtung aufgebracht
wird, um dadurch eine plastische Verformung an einem der
entgegengesetzte axialen Endabschnitte des zylindrischen
Elementes derart zu bewirken, dass der Flansch sich in einer im
Allgemeinen radialen Richtung von einem der entgegengesetzten
axialen Enden des zylindrischen Elementes erstreckt, das dem
vorstehend erwähnten einen der entgegengesetzten axialen
Endabschnitte entspricht, und ein Schervorgang an dem Flansch
bewirkt wird, um das ringartige Element herauszustanzen.
Claims (9)
1. Verfahren zum Ausbilden von zumindest einem ringartigen
Element aus einem zylindrischen Element mit den folgenden
Schritten:
Aufbringen einer Kraft auf das zylindrische Element (32, 122) in seiner axialen Richtung, um dadurch eine plastische Verformung an einem seiner entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes so zu bewirken, dass ein Flansch (39; 154) sich in einer im Allgemeinen radialen Richtung von einem der entgegengesetzten axialen Enden des zylindrischen Elementes erstreckt, das dem einen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte entspricht; und
Bewirken eines Schervorgangs an dem Flansch zum Herausstanzen des ringartigen Elementes (30).
Aufbringen einer Kraft auf das zylindrische Element (32, 122) in seiner axialen Richtung, um dadurch eine plastische Verformung an einem seiner entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes so zu bewirken, dass ein Flansch (39; 154) sich in einer im Allgemeinen radialen Richtung von einem der entgegengesetzten axialen Enden des zylindrischen Elementes erstreckt, das dem einen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte entspricht; und
Bewirken eines Schervorgangs an dem Flansch zum Herausstanzen des ringartigen Elementes (30).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei
das zumindest eine ringartige Element (30) aus einer
Vielzahl an ringartigen Elementen besteht, die
aufeinanderfolgend aus dem zylindrischen Element (32; 122)
derart ausgebildet worden sind, dass der Schritt des Aufbringens
einer Kraft an dem zylindrischen Element und der Schritt des
Bewirkens eines Schervorgangs wiederholt ausgeführt werden,
nachdem ein erstes Element der Vielzahl an ringartigen Elementen
herausgestanzt worden ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, das des weiteren einen Schritt
zum Vorbereiten des zylindrischen Elementes (32) aufweist, das
eine zylindrische Wand (40) und einen nach innen weisenden
Flansch (39) als den Flansch an einem der entgegengesetzten
axialen Enden der zylindrischen Wand hat, wobei der nach innen
weisende Flansch durch eine plastische Verformung ausgebildet
wird, wenn das zylindrische Element derart ausgebildet wird,
dass der nach innen weisende Flansch sich radial nach innen von
der zylindrischen Wand erstreckt, und wobei der durch die
plastische Verformung ausgebildete nach innen weisende Flansch
des weiteren einer plastischen Verformung bei dem Schritt des
Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element und dem
Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs unterworfen wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei
das zylindrische Element (32) mit dem nach innen weisenden
Flansch (39) durch die folgenden Schritte ausgebildet wird:
Unterwerfen eines Streifens (10) einem Stanzvorgang zum Herausstanzen einer kreisartigen Platte (34);
Unterwerfen der kreisartigen Platte einem Ziehvorgang zum Erzeugen eines zylindrischen Behälters (36), der aus einer zylindrischen Wand (40) und einer Bodenwand (38) an einem der entgegengesetzten axialen Enden der zylindrischen Wand besteht; und
Unterwerfen der Bodenwand einem Stanzvorgang zum Ausbilden einer Öffnung (43) durch die Bodenwand, um dadurch den nach innen weisenden Flansch (39) derart auszubilden, dass die Öffnung ein Profil hat, das dem Innenprofil des ringartigen Elementes (30) ähnlich ist.
Unterwerfen eines Streifens (10) einem Stanzvorgang zum Herausstanzen einer kreisartigen Platte (34);
Unterwerfen der kreisartigen Platte einem Ziehvorgang zum Erzeugen eines zylindrischen Behälters (36), der aus einer zylindrischen Wand (40) und einer Bodenwand (38) an einem der entgegengesetzten axialen Enden der zylindrischen Wand besteht; und
Unterwerfen der Bodenwand einem Stanzvorgang zum Ausbilden einer Öffnung (43) durch die Bodenwand, um dadurch den nach innen weisenden Flansch (39) derart auszubilden, dass die Öffnung ein Profil hat, das dem Innenprofil des ringartigen Elementes (30) ähnlich ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, das des weiteren den folgenden
Schritt aufweist:
Vorbereiten des zylindrischen Elementes (122), das eine
zylindrische Wand und einen nach außen weisenden Flansch (154)
als den Flansch an einem der entgegengesetzten axialen Enden der
zylindrischen Wand hat, wobei der nach außen weisende Flansch
durch eine plastische Verformung ausgebildet wird, wenn das
zylindrische Element derart ausgebildet wird, dass der nach
außen weisende Flansch sich radial von der zylindrischen Wand
nach außen erstreckt, und wobei der nach außen weisende Flansch,
der durch eine plastische Verformung ausgebildet worden ist, des
weiteren einer plastischen Verformung bei dem Schritt des
Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element und dem
Schritt eines Bewirkens eines Schervorgangs unterworfen wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei
der Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische
Element (32) folgenden Schritt aufweist:
Drängen des zylindrischen Elementes in der axialen Richtung
derart, dass eine Endseite (67) an dem anderen der
entgegengesetzten axialen Enden des zylindrischen Elementes um
einen Abstand abgesenkt wird, der derart bestimmt wird, dass ein
Innendurchmesser des nach innen weisenden Flansches (39) auf
einen Innendurchmesser des auszubildenden Ringelementes (30) als
ein Ergebnis der plastischen Verformung an dem einen der
entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen
Elementes verringert wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei
der Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische
Element (32) folgenden Schritt aufweist:
Vorsehen eines zylindrischen Anschlages (94), der eine
Außenumfangsfläche (96) für einen Anlagekontakt mit einem
Innenumfang des nach innen weisenden Flansches (39) hat, wobei
die Außenumfangsfläche einen Durchmesser hat, der dem
Innendurchmesser des Ringelementes gleich ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei
der Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische
Element (122) folgenden Schritt aufweist:
Drängen des zylindrischen Elementes in der axialen Richtung
derart, dass eine Endseite (152) an dem anderen der
entgegengesetzten axialen Enden des zylindrischen Elementes um
einen Abstand abgesenkt wird, der derart bestimmt wird, dass ein
Außendurchmesser des nach außen weisenden Flansches (154), der
durch die plastische Verformung ausgebildet worden ist, auf
einen Außendurchmesser des auszubildenden Ringelementes (30) als
ein Ergebnis der plastischen Verformung an dem einen der
entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen
Elementes erhöht wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei
jedes des zumindest einen ringartigen Elementes (30) ein
Ringelement mit einem kreisartigen Innenprofil und kreisartigen
Außenprofil ist.
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