DE2830275C3

DE2830275C3 - Preßwerkzeug zur Herstellung einer Innenkontur eines vorgeformten Werkstücks

Info

Publication number: DE2830275C3
Application number: DE2830275A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Ing.(grad.) 3171 Grußendorf Liedigk
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Hastedt Horst 3185 Velpke De
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1984-02-09
Also published as: DE2830275A1; DE2830275B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Ein derartiges Werkzeug ist als Schmiedewerkzeug aus der US-PS 25 57 722 bekannt.

Betrachtet man den Einsatzfall des Preßwerkzeugs zur Gewinnung der Innenkontur eines Achszapfens, so ist diese Innenkontur hinterschnitten, so daß bei üblichen Herstellverfahren nach der Herstellung einer zylindrischen Innenkontur durch materialabtragende Verformung die endgültige Innenkontur hergestellt werden muß. Diese Formgebung durch Materialabtrag bedeutet einen erheblichen Aufwand an Material, Werkzeugen und Fertigungszeit, wobei berücksichtigt werden muß, daß die Innenkontur mit erheblicher Genauigkeit, d. h. unter Einhaltung geringer Toleranzen, hergestellt werden muß. Diesen Nachteil vermeidet das oben definierte bekannte Werkzeug. Es ist jedoch für t-ine Serienfertigung wenig geeignet, da ein Antrieb für Bewegungen der Spreizformhülse fehlt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Preßwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das auf spanlosem Wege auch komplizierte Innenkonturen, d.h. solche mit Hinterschnitt, in vorgeformten Werkstücken in selbsttätiger Antriebsweise herzustellen gestattet Das schließt verständlicherweise eine nachträgliche Oberflächenbearbeitung durch Schleifen, Rollen oder dergleichen nicht aus. Dabei ist die Anwendung nicht auf die Herstellung von Achszapfen für Kraftfahrzeuge beschränkt; vielmehr soll sich das erfindungsgemäße Werkzeug ganz allgemein immer dann einsetzen lassen, wenn die Art der Innenkontur eines aus einem preßbaren Material bestehenden Werkstücks die Herstellung der endgültigen Form desselben mittels einfacher Formwerkzeuge nicht zuläßt

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Wirkung der beanspruchten Maßnahmen besteht darin, daß durch Vorsehen von zwei einfachen Federanordnungen über einen einzigen Antrieb die erforderlichen Bewegungen sowohl des Spreizdorns als auch aer Spreizformhülse, und zwar auch Relativbewegungen, erzeugt werden können.

Für die Erfindung ist grundsätzlich unerheblich, ob ein Kaltfließ- oder Warmpreßverfahren (einschließlich Halb warmpressen) angewendet wird. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Preßwerkzeugs muß das vorgeformte Werkstück plastisch verformbar sein; es darf nicht flüssig sein, da andernfalls Schwierigkeiten durch Materialeintritt in die Schlitze der Spreizformhülse auftreten würden. Verständlicherweise ist es für den Einsatz des erfindungsgemäßen Preßwerkzeugs auch unerheblich, ob das vorgeformte Werkstück in einem oder mehreren Herstellungsschritten gewonnen worden ist

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die einen Längsschnitt durch ein zur Herstellung der endgültigen Form eines vorgeformten Achszapfens eingerichtetes Preßwerkzeug zeigt

Die wesentlichen Bestandteile des Preßwerkzeugs sind das Gesenk 1, das mit einer der endgültigen Außenform des Werkstücks 2 angepaßten Ausnehmung 3 das vorgeformte Werkstück 2 teilweise aufnimmt, die Führung 4, die in dieser axial verschiebbare Spreizformhülse 5 und der in dieser sowie in der Führung 4 axial verschiebbare Spreizdorn 6.

Betrachtet man zunächst die Spreizformhülse 5, so ist sie in ihrem in der Figur linken, dem Gesenk 1 zugekehrten Bereich durch Schlitze in mehrere Segmente unterteilt, von denen in der Figur nur die beiden mit 7 und 8 bezeichneten erkennbar sind. Der aus der Führung 4 herausragende Endbereich der Spreizformhülse 5 ist, wie bei 9 angedeutet, mit einer Außenkontur versehen, die der endgültigen Form der Innenkontur des Werkstücks 2 entspricht.

Die Verschiebebewegungen der Spreizformhülse 5 relativ zur Führung 4 sind begrenzt durch die Schraube 10 in Verbindung mit dem Langloch 11.

Die konische Betätigungsfläche 12 der Spreizform-

hülse 5 wirkt zusammen mit dem konischen Endbereich

13 des Spreizdorns 6, dessen außerhalb der Spreizformhülse 5 liegender, in der Figur rechter Bereich sich über den Bund 14 radia! an der Führung 4 abstützt Der Bund

14 bildet die dem Gesenk 1 abgekehrte Auflage 15 für die Tellerfederanordnung 16, die sich mit ihrem in der Figur rechten Ende an dem Pressenstcmpel 20 abstützt, der auch auf der in der Figur rechten Stirnfläche der Führung 4 aufliegt Weiterhin bildet der Bund 14 die dem Gesenk 1 zugekehrte Auflage 17 für die Druckfeder 18, die sich ferner an dem in der Figur rechten Ende der Spreizformhülse 5 abstützt Während die Verschiebebewegungen der Spreizformhülse 5, wie beschrieben, durch die Schraube 10 in Verbindung mit dem Langloch 11 begrenzt sind, dient zur Begrenzung is der Bewegungendes Spreizdorns 6 in Richtung auf das Gesenk 1 relativ zur Führung 4 der Anschlag 19 an derselben, der zusammenwirkt mit der beschriebenen Auflage 17 am Spreizdorn 6.

In dem figürlich dargestellten Ausführunjsbeispiel ist die Führung 4 als Einziehglocke ausgebildet, denn sie stellt zugleich ebenfalls ein Formwerkzeug dar. Zu diesem Zweck ist ihr dem Gesenk 1 zugekehrter, in der Figur linker Stirnbereich mit einer kegelförmigen Vertiefung versehen, die dazu dient den aus dem Gesenk 1 herausragenden Bereich des Werkstücks 2 um die Außenkontur 9 der Spreizformhülse 5 herumzudrükken. Dabei entsteht zugleich der Hinterschnitt in der Innenkontur des Werkstücks 2. Vom Prinzip her handelt es sich also um einen Bördelvorgang.

In der Figur ist ein Zwischenstadium während des Arbeitens mit dem Preßwerkzeug dargestellt und zwar befindet sich der die Außenkontur 9 tragende »Kopf« der Spreizformhülse 5 bereits innerhalb der noch im wesentlichen zylindrischen Innenkontur des vorgeformten Werkstücks 2, jedoch hat der eigentliche Preßvorgang noch nicht begonnen.

In ihrer Gesamtheit spielt sich die Arbeit des Preßwerkzeugs wie folgt ab:

Im Ausgangszustand ragt die Spreizformhülse 5 so weit aus der Führung bzw. der Einziehglocke 4 heraus, wie es die Schraube 10 in Verbindung mit dem Langloch U gestattet Dies geschieht unter der Wirkung der Druckfeder 18. Auch der Spreizdorn 6 hat seine durch den Anschlag 19 in Verbindung mit der Auflage 17 bestimmte Endstellung unter der Wirkung der Federanordnung 16 eingenommen. Sein kegelförmiger Bereich 13 liegt aber in der Figur rechts von dem entsprechenden Bereich 12 der Spreizformhülse 5, so daß die Segmente 7 und 8 derselben nicht auseinandergespreizt sind, also der größte Radius der Außenkontur 9 kleiner ist als der in der Figur rechts davon liegenden kleinste Innenradius der herzustellenden endgültigen Innenkontur des Werkstücks 2.

Wird nunmehr der Stempel 20 in der Figur nach links bewegt also in Richtung auf das Gesenk 1, so kommi zunächst die Außenkontur 9 der Spreizformhülse 5 zur Anlage an der Innenkontur des vorgeformten Werkstücks 2; bei weiterer Bewegung von Spreizdorn 6 und Formstützhülse 4 in Richtung auf das Werkstück 2 wird die Feder 18 zusammengedrückt Sobald der Bereich 13 des Spreizdorns 6 zur Auflage kommt auf der Kegelfläche 12 der Spreizformhülse 5, werden deren Segmente 7 und 8 auseinandergespreizt, so daß sie eine feste Innenstütze für das Material des Werkstücks 2 bilden, das in seinem aus dem Gesenk 1 herausragenden Bereich nunmehr durch die konische Fläche der Einziehglocke 4 um die Außenkontur 9 der Spreizformhülse 5 herumgepreßt wird.

Nach Beendigung des Formgebungsvorgangs wird der Pressenstempel 20 wieder in der Figur nach rechts bewegt Dabei erfolgt zunächst ein Anheben der mit dem Stempel 20 mechanisch verbundenen Einziehglokke 4 von dem Werkstück 2 und dann über den Anschlag 19 eine Mitnahme des Spreizdorns 6, wobei sich dessen kegelförmige Fläche 13 von der Gegenfläche 12 der Spreizformhülse trennt bzw. trotz bleibenden Kontakts mit dieser Fläche eine derart weitgehende Verringerung des maximalen Radius des Außenprofils 9 zuläßt daß schließlich durch Wirksamwerden der Schraube 10 auch die Spreizformhülse 5 aus dem Bereich des Werkstücks 2 entfernt wird.

Wie sich in der Praxis gezeigt hat erübrigt sich bei Anwendung eines derartigen Preßwerkzeugs eine spanabhebende Bearbeitung zur Formgebung der Innenkontur des Werkstücks; allenfalls schließt sich eine Oberflächenfeinbearbeitung an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Preßwerkzeug zur spanlosen Herstellung einer zumindest einseitig offenen Innenkontur eines vorgeformten Werkstücks, insbesondere eines Achszapfens für ein Kraftfahrzeug, enthaltend ein Gesenk zur zumindest teilweisen Aufnahme des vorgeformten Werkstücks, dessen Material sich im plastische Verformung ermöglichenden Zustand befindet, ferner eine geschlitzte Spreizformhülse mit ι ο einer der Innenkontur entsprechenden Außenkontur zum Einführen in das vorgeformte Werkstück sowie einen in der Spreizformhülse durch einen Antrieb längsverschiebbaren Spreizdorn für diese, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizformhülse (5) und der Spreizdorn (6) in einer Führung (4) längsverschiebbar gehalten sind, wobei ein aus dem demGesenk 1 abgekehrten EndederSpreizformhüise (5) herausragender Bereich des Spreizdorns (6) sich über einen Bund (14) radial in der Führung (4) abstützt, der eine dem Gesenk (1) abgekehrte Auflage (15) für eine sich an einem Stempel (20), der auch auf der Führung (4) aufliegt, abstützende erste Druckfederanordnung (16) und eine dem Gesenk (1) zugekehrte Auflage (17) für eine zweite Druckfeder- κ anordnung (18) bildet, die sich auf dem dem Gesenk (1) abgekehrten Ende der Spreizformhülse (5) abstützt

2. Preßwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Bewegung des ^Μ Spreizdorns (6) in Richtung auf das Gesenk (1) relativ zu der Führung (4) durch einen Anschlag (19) an dieser begrenzt ist.

3. Preßwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (19) mit der dem Gesenk (1) zugekehrten Auflage (17) zusammenwirkt

4. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Bewegung der Spreizformhülse (5) durch einen Anschlag (10) an der Führung (4) oder dem Spreizdorn (6) begrenzt ist.

5. Preßwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesenk (1) nur zur teilweisen Aufnahme des vorgeformten Werk-Stücks (2) eingerichtet ist und die Führung als Einziehglocke (4) ausgebildet ist, deren dem Gesenk (1) zugekehrter Stirnbereich zur Erzielung der gewünschten Außenkontur des aus dem Gesenk (1) vorstehenden Teils des Werkstücks (2) profiliert ist.