DE2924888A1

DE2924888A1 - Verfahren zum herstellen von zylindrischen huelsen

Info

Publication number: DE2924888A1
Application number: DE19792924888
Authority: DE
Inventors: Walter R Book
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1978-06-21
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1980-01-10
Also published as: JPS5533885A; FR2429050A1; BE877165A

Description

DR. BERQ D I PL.-I NQ. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR.DR. SANOMAIR

PATENTANWÄLTE • MÖNCHEN IO . MAUERKIRCHER«TR.4e

Anwaltsakte 30 172

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20. Juni 1979

Textron, Inc.,

Rhode Island / U.S.A.

Verfahren zum Herstellen von zylindrischen

Hülsen

- Ansprüche -

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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 &

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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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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 hindurchgepreßt_T 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&hreibung_r 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

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M-/ 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 einen

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verengten 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. ■ ·

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