DE2924888A1 - Verfahren zum herstellen von zylindrischen huelsen - Google Patents
Verfahren zum herstellen von zylindrischen huelsenInfo
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Description
DR. BERQ D I PL.-I NQ. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR.DR. SANOMAIR
PATENTANWÄLTE • MÖNCHEN IO . MAUERKIRCHER«TR.4e
-3-
20. Juni 1979
Textron, Inc.,
Rhode Island / U.S.A.
Verfahren zum Herstellen von zylindrischen
Hülsen
- Ansprüche -
909882/0778
B_e_s_c_h_r_e_i_b_u_n_g
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Fließpressen und Formen von becherförmigen, zylindrischen
Hülsen, bei welchem ein becherförmiger Rohling durch den Band einer einen Stempel umgebenden und an diesem
entlang abwärts bewegbaren Druckbuchse in einen vom unteren Ende des Stempels und der Bodenwand einer
Matrize begrenzten Hohlraum extrudiert wird und die teilweise geformte Hülse zum Formen der zylindrischen Umfangswand
und eines erweiterten oberen Randes mittels wenigstens einer Matrize weiter gezogen wird, ohne
daß die Dicke des Bodens dabei verändert wird. Der erweiterte obere Rand kann dann in derselben Vorrichtung
durch Abscheren entfernt werden. Unter bestimmten Bedingungen kann die Druckbuchse einstükkig
mit dem Stempel sein, wobei das Extrudieren dann durch die Bewegung des ummantelten Stempels in die
Matrize erfolgt.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Ziehen von Hülsen wird ein becherförmiger Rohling mittels eines ersten
Stempels durch mehrere übereinander geschichtete Matrizen hindurchgepreßt, wobei der Boden der Hülse
durch radiale Kompression verstärkt wird. Die teilweise gezogene Hülse wird dann durch eine zweite Anordnung
von übereinander geschichteten Matrizen gepreßt, um den Boden der Hülse weiter zu verstärken und ihre Umfangswand
zu ziehen. Die Hülse wird dabei vollständig durch die jeweils unterste Matrize hindurchgepreßt und bei
der Rückholbewegung des Stempels durch deren unteren
Rand von diesem abgestreift, so daß sie keinen erweiterten oberen Rand aufweist. Zur Fertigstellung der
Hülse muß dann die überschüssige Länge in einem besonderen Arbeitsgang entfernt werden. Das beschriebene
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Verfahren hat u.A. die folgenden Nachteiles
Der der ersten Matrize zugeführte Rohling muß äußerst genau bestimmte Abmessungen haben, da die Verstärkung
des Bodens während der aufeinander folgenden Arbeitsgänge nicht zwangsläufig gesteuert ist.
Es besteht also keine Möglichkeit, die Stärke des Bodens der Hülse in irgendeiner der Matrizen genau zu bestimmen.
Beim Hindurchpressen der Hülse durch, die übereinander geschichteten Matrizen bewegt sich ihr Material
in Axial- und Radialrichtung frei fließend zum Bereich des Bodens, so daß die gewünschte Stärke des Bodens nur
durch äußerst genaue Bemessung des Rohlings annähernd erzielbar ist.
Durch den wiederholten Ziehvorgang erfährt das zylindrische Teil der Hülse eine Kaltverfestigung, so daß die
Hülse vor einer weiteren Bearbeitung weichgeglüht werden muß.
Da das zylindrische Teil der Hülse am oberen Ende keinen erweiterten Rand aufweist und durch die wiederholten
Durchgänge durch die Matrizen eine Kaltverfestigung erfahren hat, kann es nur durch Abdrehen etwa auf einer
Drehbank auf die vorgeschriebene Länge gekürzt werden. Aufgrund des wiederholten Ziehvorgangs besteht auch die
Gefahr, daß sich am oberen Teil der Hülse Risse und andere Fehler ausbilden.
Die Erfindung schafft demgegenüber ein Verfahren der genannten Art, welches eine genaue Bestimmung der Bodenstärke
und der Konturen einer Hülse ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet nicht mit den bisher gebräuchlichen, übereinander geschichteten Zieh'S
0 3 % 8 2 / 0 11 &
-JT-
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Matrizen. Gemäß dem erfxndungsgemaßen Verfahren werden
die Hülsen auf eine gewünschte Tiefe gezogen, wobei um ihre öffnung herum ein auswärts erweiterter Hand entsteht,
welcher anschließend entfernt werden kann, bevor die fertige Hülse ausgestoßen wird.
Bei dem erfxndungsgemaßen Verfahren erfährt das Metall
im Randbereich der Hülse keine Kaltverfestigung, so daß die Gefahr der Rißbildung oder des Absplitterns verringert
ist. Bei Anwendung des erfxndungsgemaßen Verfahrens kann der obere Rand der Hülse in einem abschließenden
Arbeitsgang auf ein und derselben Vorrichtung entfernt werden, er braucht also nicht in einem
zusätzlichen Arbeitsgang abgedreht oder sonstwie abgeschnitten zu werden.
Bei dem erfxndungsgemaßen Verfahren erfährt die Hülse
nur eine äußerst geringe Kaltverfestigung so daß sie relativ weich bleibt und für eine weitere Bearbeitung
geeignet ist.
Die Erfindung schafft somit ein Verfahren, welches aus mehreren, in vorbestimmter Beziehung zueinander stehenden
Schritten aufgebaut ist, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen der verschiedenen Verfahrensschritte.
Insbesondere schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von becherförmigen, zylindrischen Hülsen mit
einem verdickten Boden und dünnen Wandbereichen, bei welchem ein becherförmiger Rohling in eine Matrize
eingesetzt wird, deren Boden wenigstens teilweise durch einen Stoßzapfen gebildet ist, worauf ein Stempel in den
Rohling eingeführt und mittels einer den Stempel umgebenden Buchse ein Druck auf die Ränder des Rohlings
ausgeübt wird, um dessen Material zu extrudieren, so daß es den Hohlraum zwischen dem Stempel und dem Boden
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- fir -
sowie den Seitenwänden der Matrize vollständig ausfüllt. In einem zweiten Arbeitsgang wird die zylindrische Umfangswand
mittels einer zweiten Matrize ohne Änderung der Dicke des Bodens auf die gewünschte Wandstärke
gezogen, worauf dann ein beim Ziehen geformter, auswärts hervorstehender oberer Rand durch Abscheren entfernt
werden kann.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des unteren Teils eines becherförmigen
Rohlings für die Herstellung einer Hülse,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer bekannten Verfahrensanordnung mit mehreren übereinander angeordneten
Matrizen und einer mittels eines Stempels durch diese hindurchgepreßten Hülse,
Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht
der in dem bekannten Verfahren nach Fig. geformten Hülse beim Ablängen derselben,
Fig. 4 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Matrizenanordnung
mit einem den Rohling in eine geschlossene Matrize einführenden Stempel zum Formen des Bodens der Hülse auf genau vorbestimmte
Abmessungen und Gestalt,
Fig. 5 eine Schnittansicht einer zweiten Matrizenanordnung
mit einer fertig gezogenen Hülse,
Fig. 6 eine Schnittansicht einer Anordnung zum Entfernen des oberen Rands der gezogenen Hülse,
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Figv 7 eine schematisierte-r teilweise im Schnitt dargestellte
Seitenansicht der Antriebseinrichtung für einen Stempel und eine dazugehörige Bruekbuchse
zum Ausführen des in Fig., 4 gezeigten
Verfahrensschritte und
Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht
einer abgewandelten Ausführungsform, bei
welcher die Druckbuehse einstückig mit dem Stempel ausgeführt ist.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt einen Rohling 10 von herkömmlicher Art. Bei dem bisher üblichen Verfahren- muß die
Materialmenge im Boden 11 des Rohlings äußerst genau berechnet werden, damit die fertige Hülse einerr Boden
erhält, dessen Abmessungen innerhalb annehmbarer Toleranzen liegen..
Fig. 2 zeigt eine Anordnung von übereinander geschichteten:
Matrizen abnehmenden Durchmessers ^ durch welche der Rohling mittels eines- sich verjüngenden Stempels
hindurchgepreßt wird, wobei die Matrizen 12 das Material am Boden des Rohlings sowohl radial als auch axial auf
die mit 11' bezeichneten Abmessungen verformen und die Umfangswand 14 unter Verringerung ihres Durchmessers
strecken. Bei dem bekannten Verfahren wird dann der
halb fertig geformte Rohling auf einen- anderen, nahezir
zylindrichen- Stempel aufgesetzt und von diesem durch
eine zweite Anordnung von übereinander geschichteten Matrizen gepreßt, wobei der Boden 11" die in Fig. J
dargestellte Form erhält und die Umfangswand 14-r zu
einer sich in geringerem Maße verjüngenden Wandstärke
gezogen wird. Die soweit fertiggestellte Hülse hat einen unregelmäßig geformten oberen Rand, welcher dann mittels
eines Schneidwerkzeugs 15 od. dergl. entfernt
werden muß.
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mimm
Bei der in dem vorstehend beschriebenen
geformten Hülse ist das Metall in allen Bereichen durch den wiederholten Ziehvorgang kaltverfestigt,
so daß vor einer weiteren Bearbeitung ein Weichglühen notwendig ist. Die Hülse wird jeweils vollständig
durch die übereinander geschichteten Matrizen hindurchgepreßt und muß danach vom jeweiligen Stempel
abgenommen und zu einer anschließenden Anordnung überführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein dem Rohling 10 im wesentlichen entsprechender Rohling in eine Matrize.
21 eingesetzt, deren Hohlraum einen zylindrischen Bereich 22 und einen kegelstumpfförmigen Bereich 23
aufweist, während ihr Boden 24 durch das leicht konkav
gewölbte obere Ende eines Stoßzapfens 25 gebildet ist. Ein Stempel 26 wird so weit in die Matrize eingeführt,
daß der zwischen ihm und den Wänden 23, 24- des Hohlraums vorhandene Raum genau der für den Boden der Hülse
erforderlichen Materialmenge sowie der Form des Bodens entspricht. Eine verschiebllch auf dem Stempel geführte
Buchse 27 wird unter Druck abwärts auf den oberen Rand des Rohlings geführt, um dessen Material zu komprimieren,
so daß es in den vom Stempel und den Wänden des Hohlraums begrenzten Raum fließt und diesen voll-,
ständig ausfüllt.
Die teilweise geformte Hülse 29 wird dann zu einer zweiten Matrize 31 überführt und mittels eines
Stempels, dessen Aüßenform und-abmessungen der
Innenform bzw. den Innenabmessungen der fertigen Hülse entspricht, durch die Matrize 31 liindurchgepreßt.
Die Matrize 31 ist unterhalb ihres Arbeitsbereichs 32 geringfügig erweitert und oberhalb desselben
auswärts abgerundet, so daß am oberen Ende der Hülse ein ausxiärts geschweifter Rand 53 entstellt»
Je nach den für die fertige Hülse gewünschten Abmessungen
ihres zylindrischen Teils können mehrere Arbeitsgänge der vorstehend beschriebenen Art notwendig sein.
Dabei wird die Hülse jedoch niemals vollständig durch eine Matrize hindurchgepreßt, so daß ihr Rand 33
keine Kaltverfestigung erfährt.
Die soweit fertig geformte Hülse wird dann auf einen Abscherstempel 35 gesetzt und von diesem durch eine
Matrize 36 hindurchgepreßtT wobei der Rand 33 zwischen
einer Kante 37 des Stempels und einer Kante 38 der Matrize abgeschert wird. Dieser Arbeitsgang ist der
einzige, bei welchem die Hülse vollständig durch die Matrize hindurchgepreßt wird.
Die vorstehend beschriebenen Arbeitsgänge können auf einer mit mehreren Stempeln arbeitenden Preßvorrichtung
ausgeführt werden, z.B. mittels einer in geeigneter Form abgewandelten Waterbury Farrel Cam
Eyelet Maschine. In Fig. 7 erkennt man einen den Stempel 26 tragenden Stößel 4-0, eine Matrize 21 und einen
Stoßzapfen 25 entsprechend der Anordnung nach Fig. 4.
Die Buchse 27 ist dargestellt als das untere Endstück einer Gleitmuffe 41, welche unter geeigneter
Synchronisation mit den Stößel und den Stempel betätigenden Nocken über einen Kipphebel 42 von einem
Nocken 43 betätigbar ist. In einer bevorzugten Arbeitsfolge
wird die Hülse bzw. der Rohling in die Matrize eingesetzt, die Druckbuchse wird in Anlage am oberen
Rand des Rohlings gebracht und der Stempel wird in den Rohling eingeführt, um ihn gegen die Innenwand 23 der
Matrize zu pressen. Darauf wird die Buchse 27 relativ zum Stempel weiter abwärts bewegt, um das Metall in den
vom Stempel, vom Stoßzapfen und von den Innenwandungen der Matrize begrenzten Raum zu pressen.
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Ber iir die erste Matrize einzusetzende Rohling Braucht
nicht,, wie dies- im herkömmlichen Verfahren, der Fall ist,,
iilfermaßig" genaue Abmessungen- aufzuweisen» da der Hülsen—
boden in einem allseitig geschlossenen Baran genau ausgeformt
wird*
Die vorstehend beschriebene, unabhängig verschiebliebe Bruckbuchse ermöglicht eine Anpassung an verschiedene
Abwandlungen des Verfahrens und verdient deshalb den Vorzug. Bei Verwendung von Kohlingen von einheitlicher
Sröße sind jedoch vergleichbare Ergebnisse mit der in
Fig. 8 gezeigten Anordnung erzielbar, in welcher eine
Bruckbuehse 50 Test mit einem Stempel 5T verbunden
und gemeinsam mit diesem in eine matrize 52 einführbar
ist, um das MateriaT des Eohlings ebenso wie in der
Anordnung nach Fig. 4 zu. einer- genau bestimmten Form
zu pressen. Ber auf diese Weise geformte Eohling wird
dann in der gleichen Weise wie vorstehend anftandv vöh.
Fig". 5 und 6 beschrieben zur- endgültigen Form der Hülse
gezogeir und abgeschert«
Sämtliche aus der Bes&hreibungr den Ansprüchen und der
Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfin dung",, einschließlich konstruktiver Einzelheiten» räumlicher
Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als aucPi in beliebiger Kombination
erfindunprswesentlieh sein.
Claims (2)
- Anwaltsakte 30 172M-/ Verfahren, zum Formen von becherförmigen Hülsen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine geschlossene Matrize, zwei offene Matrizen und =drei jeweils einer der Matrizen zugeordnete Stempel verwendet, wobei der Boden des ersten Stempels zusammen mit der Bodenwand der geschlossenen Matrize einen der gewünschten Form und den gewünschten Abmessungen des Bodens der fertigen Hülse entsprechenden Hohlraum begrenzen, der zweite Stempel der gewünschten Innenform der fertigen Hülse zuzüglich eines erweiterten oberen Endstücks entsprechende Form und Abmessungen aufweist, die erste offene Matrize einen dem gewünschten Außendurchmesser der fertigen Hülse zuzüglich einer glatt ausgerundeten Erweiterung am oberen Ende entsprechenden Durchmesser hat, der dritte Stempel ein in das obere Endstück der Hülse einführbares, sich verjüngendes unteres Teil und eine dieses nach oben begrenzende, ringförmige Stufe mit einem dem Außendurchmesser der Hülse im wesentlichen entsprechenden Durchmesser aufweist und die zweite offene Matrize am oberen Ende einen909882/0778verengten ringförmigen Bereich hat, dessen Durchmesser dem der ringförmigen Stufe im wesentlichen entspricht, daß ein becherförmiger Rohling in die geschlossene Matrize eingesetzt wird, daß der erste Stempel in, eine Stellung bewegt wird, in welcher er zusammen mit der Bodenwand der Matrize einen der Porm und den Abmessungen des Bodens der fertigen Hülse entsprechenden Hohlraum begrenzt, in welchen das Material des Rohlings extrudiert wird, daß der Rohling zur ersten offenen Matrize überführt wird, daß der zweite Stempel betätigt wird, um die Umfangswand des Rohlings auf den gewünschten Innen- und Außendurchmesser zuzüglich eines auswärts geschweiften oberen Randes zu ziehen, daß der Rohling zur zweiten offenen Matrize überführt wird, und daß der dritte Stempel betätigt wird, um den geschweiften oberen Rand des Rohlings von diesem abzuscheren.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Stempel zugeordnetes Element in Richtung auf den Rohling zu bewegt wird, um das Material desselben zu extrudieren.3- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine den Stempel umgebende Buchse ist. ■ ·909882/0778
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JPS52146760A (en) * | 1976-05-31 | 1977-12-06 | Dainichi Nippon Cables Ltd | Method of flare processing in metal pipe end |
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Also Published As
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