DE2735505B2

DE2735505B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hinterschnittenen Hohlkörpers

Info

Publication number: DE2735505B2
Application number: DE19772735505
Authority: DE
Inventors: Günter DipL-Ing 4300 Essen Bensmann
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1977-08-06
Publication date: 1979-06-13
Also published as: GB2001888A; DE2735505A1; JPS5428770A

Description

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Aus der DE-PS 4 80 593 ist e^e Vorrichtung zum Herstellen hinterschnittener Hohlkörper bekannt, bei der ein Zuschnitt tiefgezogen und anschließend durch ein durch im Ziehstempel befindliche Bohrungen strömendes Hydraulik-Medium aufgeweitet wird, wobei die Innenform der mehrteiligen Matrize die mechanische Begrenzung für die Aufweitung des Hohlkörpers darstellt. Mit dieser bekannten Vorrichtung sind durch ίο das mechanische Tiefziehen nur begrenzte Ziehtiefen erreichbar.

Aus der DE-OS 27 30059 ist ein älterer Gegenstand bekannt, bei dem ein hinterschnittener Hohlkörper zunächst als zylindrischer Hohlkörper hydraulisch *5 tiefgezogen wird, d. h. der durch einen Niederhalter auf die Matrize gedrückte Zuschnitt wird durch einen Stempel in das in der Matrize befindliche und aus einem Hydraulik-Medium bestehende Druckkissen gepreßt; anschließend wird der Hohlkörper durch mechanisch· elastische Mittel aufgeweitet. Bei diesem Verfahren werden bereits größere Ziehtiefen erreicht. Die Formänderung des Werkstoffes nimmt aber mit der Höhe der Hohlkörper zu; der Werkstoff verfestigt sich ebenfalls mit der Höhe. Je höher die Festigkeit, desto mehr reibt der Zuschnitt auf der Ziehkante der Matrize, wodurch die Ziehtiefe begrenzt ist. Gleichzeitig besteht die Gefahr, daß sich die Wand des Hohlkörpers vom Stempel löst. Man kann diesem Übel zwar dadurch abzuhelfen versuchen, daß man den Druck im «> Hydraulikkissen entsprechend vergrößert. Dies ist aber nur in beschränktem Maße möglich, da die Gefahr besteht, daß der Zuschnitt im Stadium geringer Ziehtiefe — und entsprechend geringer Festigkeit der Wand des Hohlkörpers — durch den Druck des Hydraulikmediums in den Spalt zwischen dem Niederhalter und dem Stempel nach oben gepreßt wird. Außerdem steigt der Energieverbrauch mit steigendem Druck des Hydraulikmediums. Aufgabe

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines hinterschnittenen Hohlkörpers zu schaffen, mit dem eine große Ziehtiefe erreicht wird, und das Hohlkörper mit weitgehend konstanter Wandstärke liefert.

Vorteile

Mit dem Verfahren nach der Erfindung kann auf einfache Weise ein hinterschnittener Hohlkörper mit gleichmäßiger Wandstärke in einem Arbeitsgang hergestellt werden, wobei eine große Ziehtiefe erreicht wird. Durch die erfindungsgemäße Steuerung des Druckes im Hydraulikkissen über den Stempelweg wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß ein vorzeitiges Versagen des Ziehteils durch zu starkes Hinein wölben der Platine in den Spalt zwischen Stempel und Niederhalter vermieden wird, weil die Steigerung des Druckes dem Verfestigungsverhalten des zu verarbeitenden Werkstoffs angepaßt wird. Darüber hinaus ist das Verfahren energiesparend, da der Energiebedarf am Anfang des Tiefziehvorgangs wegen des geringen Anfangdrucks im Hydraulikmedium des Ziehkissens niedrig ist

Mit dem im Anspruch 2 gekennzeichneten Restdruck wird erreicht, daß die Aufweitung des Hohlkörpers bei einem hydrostatischen Spannungszustand erfolgt.

Darstellung der Erfindung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Verfahren und Vorrichtung bei Beginn des Tiefziehvorgangs,

Fig.2 Verfahren und Vorrichtung am Ende der ersten Arbeitsphase,

Fig.3 Verfahren und Vorrichtung am Ende der zweiten Arbeitsphase.

Zu Beginn des Tiefziehvorgangs (s. Fig. 1) wird das Matrizenunterteil 1, das die Negativform des zu ziehenden, hinterschnittenen Hohlkörpers 10 aufweist und aus zwei aufklappbaren Teilen besteht, bis zur Oberkante des Ziehrings 2 aus dem Behälter 13 über die Leitung 14 mit dem als Kissen wirkenden Hydraulik-Medium 11 gefüllt. Das Matrizenunterteil 1 und der Ziehring 2 bilden die Matrize. Auf den Ziehring 2 wird die Platine 3 gelegt pnd mit dem Niederhalter 4 in ihrer Lage fixiert. In der ersten Arbeitsphase zieht der Stempel 5 die Platine 3 zunächst in das als Kissen wirkende Hydraulik-Medium 11, das sich im Matrizenunterteil 1 befindet. Durch den im hydraulischen Kissen herrschenden und über das Ventil 6 in Abhängigkeit vom Stempelweg steuerbaren Druck wird die Platine 3 an den Stempel 5 gepreßt und zu einem Hohlkörper 12 verformt. Hat der Stempel 5 seine untere Endlage erreicht (s. Fig.2), wird der Druck im hydraulischen Kissen bis auf einen bestimmten Restdruck gesenkt. In der zweiten Arbeitsphase wird durch eine im Stempel 5 befindliche Bohrung 7 das Hydraulik-Medium 11 von der Pumpe 15 über die Leitung 16 in den Hohlkörper 12 gepumpt. Dadurch wird der Hohlkörper 12 aufgeweitet und paßt sich an die im Matrizenunterteil 1 vorhandene Negativform an, wobei der tiefgezogene Hohlkörper seine hinterschnittene Form erhält. Gleichzeitig wird das Hydraulikkissen über die Leitung 14 vollständig aus dem Matrizenunterteil 1 verdrängt (s. Fig. 3). Die

Abdichtung des Inrienraums des Matrizenunterteils 1 erfolgt durch die inn Halter 4 angeordnete Dichtung 8 und über den mil: einer Dichtung 17 versehenen Stempelkranz 9, der dann mit einer bestimmten Kraft auf den Niederhalter 4 gedruckt wird, wenn der Stempel 5 5 seine untere EndUige erreicht hat Anschließend wird in einer dritten Arbeitsphase, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, das im hinttrschnittenen Hohlkörper 10 befindliche Hydraulik-Medium 11 durch die Bohrung 7 abgesaugt, der Stempel 5 wird nach oben zurückgezogen und das Matrizenunterteil 1 wird geöffnet Der hinterschnittene Hohlkörper 10 kann dem Matrizenunterteil 11 problemlos entnommen werden.

Die einzelnen Arbeitsphasen werden nacheinander ohne Unterbrechung in einem Arbeitsgang durchgeführt Zur Herstellung hmterschnittener Hohlkörper haben sich insbesondere Tiefziehbleche aller Qualitäten, hochlegicrte, korrosionsbeständige CrNi-Bleche, Kupfer- und Aluminiumbleche bewährt Als Hydraulik-Medium können zum Beispiel Hydrauliköle, Hydraulikemulsionen und Wasser verwendet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Grenzziehverhältnisse bis zu β = 3,0 erreicht werden. Der Stempelkranz 9 wird mit einer Kraft, welche die Dichtheit des Systems garantiert, auf den Niederhalter 4 gedrückt Die Dichtungen 8, 17 bestehen zum Beispiel aus Quadringen.

Beispielsweise herrscht bei der Verarbeitung einer 0,8 mm dicken Ronde aus Stahl X5CrNi 189 (W-Nr. 4301), Durchmesser = i80mm, zu einem Hohlkörper mit einem Durchmesser von 70 mm während der ersten Arbeitsphase im hydraulischen Kissen zunächst ein Druck von 50 bis 800 bar, der dann bis auf einen Restwert von etwa 10 bar vermindert wird. In der zweiten Arbeitsphase erfolgt die Aufweitung des tiefgezogenen Hohlkörpers dann mit einem Druck von 300 bis 400 bar. Die Arbeitsdrücke müssen dem herzustellenden Teil angepaßt werden und sind insbesondere abhängig vom Werkstoff, dem Ziehverhältnis und der Wandstärke des hinterschnittenen Hohlkörpei-s.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines hinterschnittenen Hohlkörpers durch Tiefziehen einer aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Platine, bei dem die Platine mil: einem Stempel in eine Matrize gezogen und zunächst zu einem am Stempel anliegenden Hohlkörper verformt wird und bei dem der tiefgezogene Napf sodann vom Stempel her bis zur Innenwand der Matrize hydraulisch aufgeweitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine in ein an sich bekanntes, in der Matrize unter Druck stehendes Hydraulik-Medium gezogen wird, wobei der Druck des Hydraulik-Mediums über den Stempelweg derart gesteuert wird, daß im Hydraulik-Kissen zu Beginn des Tiefziehvorgangs ein geringerer Druck herrscht als gegen Ende des Tiefziehvorgangs.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verarbeitung einer runden Platine ausSwhl X5CrNi 189 (W-Nr. 4301, Richtanalyse <0,7%C, <i,0% Si, <2,ö°/b Mu, < 0,045% P, <0,030% S, 17,0 bis 20,0% Cr, 8,5 bis 10,0% Ni, Rest Fe) mit einer Dicke von 0,8 mm und einem Durchmesser von 180 mm während des Tiefziehvorgangs im Ziehkissen ein Druck von 50 bis 800 bar herrscht, der nach dem Tiefzichvorgang auf einen Restdruck von 10 bar vermindert wird.