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Stauchverfahren und - vorrlchtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Stauchen eines metallischen Werkstückes,wobei dieses zwischen
einem Paar gegenüberliegender,relativ zueinander beweglicher Preßglieder zusammengedrückt
wird.
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Bei der Ausführung von heißen und kalten Schmiedevorgängen werden
die verwendeten Werkstücke aus Stangen - oder Spulenmaterialien durch Sägen,spanabhebende
Bearbeitung oder Abscheren hergestellt.Säge- und fräsverfahren werden kaum verwendet,da
diese Verfahren relativ unwirtschaftlich sind.Das Abscheren ist das bevorzugte Verfahren
zur Herstellung scheibenförmiger Werkstücke und wird insbesondere verwendet, da
es sehr wirtschaftlich ist.Die Verwendung von Scherverfahren zur Herstellung scheibenartiger
Werkstücke bringt gewisse Probleme beim Stauchvorgang wegen der Unregelmäßigkeiten
mit sich,welche auf diese Weise hergestellte Scheibenkörper
aufweisen.
Nach dem Abscheren ist das Werkstück wegen der Deformation während des Trennvorganges
wesentlich verbogen.
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Daher ergeben sich Probleme in Verbindung mit dem Stauchvorgang,insbesondere
wegen der mangelnden Rechtwinkligkeit zwischen den Enden des Scheibenkörpers und
dessen Mittelachse.
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Wenn ein derartiges scheibenförmiges Werkstück im freien Zustand gestaucht
wird,nimmt es eine elliptische Form anstelle der gewünschten Scheibenform mit befriedigender
Rundheit an.
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Aus diesem Grunde wurde bisher so verfahren,daß man ein Werkstück
in geschlossenen Gesenken zur Vorbearbeitung einschloß, um die Rauhigkeit oder Deformation
zu entfernen,die das Werkstück während des Schneidvorganges erfahren hatte,und um
die End- und Seitenfläche des Werkstückes rechtwinklig zu machen.
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Anschließend wird das vorgefertigte Werkstück durch Stauchgesenke
gestaucht,um das endgültige Produkt der gewünschten Gestalt zu erhalten.Bei diesem
bekannten Stauchverfahren ist jedoch im Zeitpunkt der Vorformung eine große Last
erforderlich.Da das Werkstück zwischen zwei geschlossenen Preßgliedern zusammengepreßt
wird,wird weiterhin ein großer Druck entwickelt und auf die Gesenke ausgeübt,wodurch
das Brechen der Gesenke beschleunigt wird.Da schließlich das scheibenartige Werkstück
durch die Vorformung nicht vollständig korrigiert werden kann, ist es erforderlich,zum
Stauchen geschlossene Gesenke zu verwenden.Derartige geschlossene Gesenke neigen
dazu,in der beschriebenen Weise schnell zu brechen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde,die Nachteile der herkömmlichen
Stauchverfahren und Vorrichtungen zu vermeiden,
indem das direkte
Stauchen der abgescherten Werkstücke in die gewünschte Form ohne daS Erfordernis
der Vorformung ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird effindungsgemäß bei einem Stauchverfahren unter
Verwendung relativ Z beweglicher Preßglieder dadurch gelöst,daß am Umfang des scheibenartigen
Werkstückes quer zur Richtung der Relativbewegung der Preßglieder Kräfte ausgeübt
werden,um die seitliche Verformung des Werkstückes in eine gewünschte Gestalt zu
bringen und die Änderung dieser Kräfte entsprechend einer ungleichen seitlichen
Verformung des Werkstückes zugelassen wird,um das Stauchen des Werkstückes in eine
gewünschte Gestalt zu erleichtern.Die Stauchvorrichtung nach der Erfindung weist
ein Paar.gegenüberliegender,wahlweise bewegbarer Preßglieder auf,um ein scheibenartiges
Werkstück dazwischen zusammenzudrücken,und ein beweglicher Ring umgibt das Werkstück,um
eine seitliche Verformung des Werkstückes in eine gewünschte Gestalt zu erzwingen.Der
Ring ist quer zur Richtung der Relativbewegung der Preßglieder bewegbar.
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Dementsprechend wird er während des Stauchvorganges seitlich nach
Maßgabe der ungleichen Verformung des Werkstückes verschoben.Der Ring ist dabei
vorzugsweise federnd angeordnet, so daß er nach dem Stauchvorgang in eine zentrale
Lage zurückkehrt.Durch die seitliche Verschiebbarkeit kompensiert also das ringförmige
Gesenkglied Unregelmäßigkeiten des Werkstückes und ermöglicht ein Stauchen des Werkstückes
in die gewünschte Form ohne vorherige Vorformung.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnungen erläutert;es stellen dar
Fig.l eine perspektivische
Ansicht eines scheibenartigen Werkstückes bzw.eines Zuschnittes,welcher nach herkömmlichen
Scherverfahren abgeschnitten worden ist; Fig.2A eine Seitenansicht der Gestalt eines
vorgeformten Werkstückes,das von dem Zuschnitt der Fig.1 vor dem Stauchvorgang entsprechend
den herkömmlichen Verfahren entwickelt worden ist; Fig.2B eine Seitenansicht eines
fertiggestellten Werkstückes, das durch Stauchen in die gewünschte Form gebracht
wurde; Fig.3A,B und C Seitenschnitte,welche Stauchverfahren nach der Erfindung darstellen
und die Bedingungen vor,während und nach dem Stauchen veranschaulichen und Fig.4
und 5 seitliche Schnittansichten,welche eine besser ausgearbeitete Stauchvorrichtung
nach der Erfindung vor und nach dem Stauchverfahren darstellen.
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Gemäß Fig,3A,B und C weist die Stauchvorrichtung nach der Erfindung
ein Druckaufnahmeglied 3 auf,auf dem sich ein abgeschertes scheibenartiges Werkstück
1 befindet.Das abgescherte Werkstück 1 ist auch in Fig.1 dargestellt und es versteht
sich, daß dieses rauhe unebene Enden aufweist,welche nicht rechtwinklig zur Achse
des Werkstückes geneigt sind.Nach dem Stande der Technik muß das Werkstück 1 gewöhnlich
in die Form des Werkstückes ia gemäß Fig.2A vor dem Stauchverfahren vorgeformt werden,wodurch
das Werkstück in die Gestalt des Werkstückes ib gemäß Fig.2B gebracht wird.
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Gemäß der Erfindung kann das Werkstück 1 direkt in die Stauchvorrichtung
ohne vorherige Verformung eingebracht werden.
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Daher wird das Werkstück gemäß Fig.3A anfänglich in den Ring 4 eingebracht,bevor
es gestaucht wird,wobei der Oberstempel 2 in der Pfeilrichtung gemäß Fig.313 und
C bewegt wird,um das Werkstück 1 zusammenzupressen und das Stauchverfahren auszuführen.
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Wenn das Werkstück 1 dauernd durch den Oberstempel 2 zusammengepreßt
wurde,wird es wegen der Unregelmäßigkeit seiner Gestalt ungleichmäßig verformt,insbesondere
wegen der mangelnden Parallelität zwischen den Endflächen.Bezüglich der seitlichen
Verformung ist das Werkstück 1 in einer Richtung gemäß Fig.3B geneigt.Im Ergebnis
ergibt sich ein äußerer Umfangsabschnitt 7 des Werkstückes 1 als geneigte und vorragende
Seite und kommt zunächst in Kontakt mit dem Innenrand 6 des Loches 5.Wenn dies geschieht,bewegt
sich der Ring 4 in Pfeilrichtung quer zur Bewegungsrichtung des Oberstempels 2.Auf
diese Weise kann der Ring 4 auf dem Druckaufnahmeglied 3 entsprechend der ungleichmäßigen
seitlichen Verformung des Werkstückes 1 verschoben werden,wodurch die ungleichmäßige
Verformung des Werkstückes begrenzt und korrigiert wird.Folglich kann das Werkstück
1 in der gewünschten Gestalt fertiggestellt werden.
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Wenn der äußere Umfangsrand 7 des Werkstückes 1 in Kontakt mit dem
Innenrand 6 des Loches 5 um dessen gesamten Umfang gebracht wird,wird das Werkstück
1 auf die gewünschte Höhe zu -sammengepreßt,und das Stauchen durch die Preßvorrichtung
nach der Erfindung wird vervollständigt und ein Werkstück ib der gewünschten Scheibenform
gemäß Fig.3C erhalten.Zu diesem Zeitpunkt kann sich das Zentrum des Ringes 4 von
seiner Position vor dem Preßvorgang um einen Abstand verschoben haben,der
durch
das Bezugszeichen a angedeutet ist.
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Gemäß Fig.4 und 5 wird ein Druckaufnahmeglied 10 ähnlich dem Glied
3,auf welchem sich das-Werkstück 1 befindet,in eine Druckaufnahmeplatte 11 eingesetzt,welche
durch einen Abstandhalter 14 mit einer Druckplatte 13 verbunden ist,die auf einem
Pressenbett 12 befestigt ist.Der Abstand detVertikalbewegung des Gliedes 10 wird
gemäß der Höhe des Abstandshalters 14 bestimmt,und die nach unten gerichtete Bewegung
des Gliedes 10 ist durch die Druckplatte 13 begrenzt.
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Auf der Druckplatte 13 ist auch ein fester Ring 15 vorgesehen, der
in die Druckaufnahmeplatte 11 eingreift.Der Ring 15 ist mit der Druckaufnahmeplatte
11 durch eine Gewindeverbindung zwischen einem äußeren Zylinder 16,der die Druckaufnahmeplatte
11 in einem geeigneten Abstand umgibt,und einem Behälter 17 auf dem Pressenbett
12 verbunden.Am oberen Teil der Druckaufnahmeplatte 11 ist ein beweglicher Ring
19 mit einem Loch 18 der erforderlichen Größe konzentrisch zwischen der Druckaufnahmeplatte
11 und dem äußeren Zylinder 16 angeordnet.Der bewegliche Ring 19 ist mit einem Verstärkungsring
20 auf dem fixierten Ring 15 durch eine Preßpassung,Schrumpfverbindung oder dergl.verbunden.Der
Verstärkungsring 20 kann sich wegen des äußeren Zylinders 16 nicht nach oben verschieben.
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Wenigstens drei federnde Halteglieder 21 sind um den Verstärkungsring
20 in gleichen Abständen herum wnfangseitig angeordnet,um in radialer Richtung eine
Kraft aufzubringen.
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Elastische Elemente 23,beispielsweise Federn,Urethan-Gummi,
kompriwmiertes
Gas oder Druckflüssigkeit befinden sich zwischen den Gliedern 21,und auf dem äußeren
Zylinder 16 ist eine Druckschnecke 22 derart angeordnet,daß sie den beweglichen
Ring 19 federnd in der horizontalen Richtung stützt.Ein Oberstempel 24 ist auf einem
nicht dargestellten Seßstempel entgegengesetzt zu dem Druckglied 10 angeordnet und
bewegbar,um dazwischen eine relative Hin-und Herbewegung zu erreichen. Ein Ausstoßer
26 ist vertikal gleitfähig mit dem Glied 10 durch einen Stift 25 verbunden'um das
Entfernen des Stauchwerkstückes 1 aus dem Ring 19 durch die nach oben gerichtete
Bewegung des Gliedes 10 zu erreichen.
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Bei diesem Aufbau wird das Loch 18 des bewegbaren Ringes 19 kreisförmig
ausgebildet,um die gewünschte Gestalt des fertigen Werkstückes zu begrenzen.Andererseits
kann das Loch 18 polygonartig oder in anderer Weise ausgebildet sein,die nicht zu
kompliziert ist,um die Bildung verschiedener Stauchformen zu ermöglichen.Beim Aufbau
der Vorrichtung nach der Erfindung ist es nicht erforderlich,daß der Verstärkungsring
20 und der Ring 19 als getrennte miteinander verbundene Teile ausgebildet sind.Statt
dessen können sie einstückig miteinander verbunden sein.Auch können die Druckaufnahmeplatte
11 und der Abstandshalter 14 einstückig als eine einzige Einheit ausgebildet sein.Darüberhinaus
wird ein Zwischenraum b ,der größer als der verschobene Abstand a des Ringes 19
infolge des Stauchverfahrens ist,zwischen dem Verstärkungsring 20 und dem äußeren
Zylinder 16 vorgesehen werden.
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Gemäß Fig.4 schließt die obere Fläche der Druckaufnahmeplatte 11 mit
der oberen Fläche des Gliedes 10 bundig ab.
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Wahrend des Betriebes der Vorrichtung nach der Erfindung wird ein
Werkstück 1 auf das Glied 10 aufgesetzt,und der bewegbare Ring 19 wird ungefähr
konzentrisch zu dem Werkstück 1 durch mehrere elastische Elemente 23 angeordnet.Das
Werkstück 1 wird durch die axiale Druckbewegung des Oberstempels 23 zusammengedrückt
und in der beschriebenen Weise verformt,und in dieser Zeit wird das Werkstück 1
umfangsseitig in Kontakt mit dem Ring 19 gebracht.Der Ring 19 wird zusammen mit
dem Verstärkungsring 20,welcher sich auf dem arretierten Ring 15 befindet,seitlich
verschoben,so daß die Kraft der elastischen Elemente 23 überwunden wird,die in geeigneten
Positionen angeordnet sind.Das Werkstück 1 wird endgültig auf die erforderlichen
Abmessungen gebracht, und die Verformung des Werkstückes wird durch das Loch 18
des Ringes 19 begrenzt.Wenn daher die Mittellage des Ringes 19 um einen Abstand
a aus der Position vor dem Stauchen gemäß Fig.5 verschoben wird,wird das Werkstück
1 nach Länge und Breite in die gewünschten Abmessungen gebracht,und der durch das
Absenken des Oberstempels 24 verursachte Druck wird unterbrochen und der Oberstempel
24 wird in seine obere Position zurückgebracht.Zu diesem Zeitpunkt ist das Werkstück
1 zusammen mit dem Ring 19 und dem Verstärkungsring 20 durch die elastischen Elemente
23 in seines Ausgangsstellung zurückgekehrt.Nachfolgend wird das Glied 10 nach oben
durch den Stift 25 durch die Wirkung des Ausstoßers 26 bewegt,so daß das Werkstück
1 von dem Ring 19 getrennt wird.
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Wie beschrieben,kann die Stauchvorrichtung nach der Erfindung
durch
die Verwendung eines beweglichen Ringes ein abgeschertes scheibenartiges Werkstück
in die gewünschte Scheibenform direkt in einem einzigen Herstellungsvorgang stauchen,
so daß die Produktivität gesteigert und die Herstellungskosten im Vergleich zu den
herkömmlichen Verfahren vermindert werden,welche wenigstens zwei Vorgänge erfordern.Wenn
der Stauchdruck auf das Werkstück ausgeübt worden ist,kaen der als Stauch-Gesenk
wirkende Ring in die gewünschte Richtung bewegt werden,so daß die Ausübung von zu
viel Druck auf die Gesenke vermieden wird,was zu einer beträchtlichen Zunahme der
Lebensdauer der Gesenke führt.
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Während spezielle Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden
sind,um die Anwendung der erfindungsgemän Prinslpien zu erläutern,versteht es sich,daß
die Erfindung auch anders ausgestattet werden kann'ohne vom Schutzumfang der Erfindung
abzuleiten.