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Verfahren zum Ziehen von tiefen, länglichen `dannen Beim Erfindungsgegenstand
handelt es sich um ein neues Verfahren beim Tiefziehen eines Blechzuschnittes in
die. Form einer tiefen, länglichen Wanne mit größerer oberer Öffnung als Bodenfläche.
Es sind bereits Ziehverfahren bekannt, die die Herstellung solcher Wannen oder in
ihrer Form diesen ähnlicher Hohlkörper ermöglichen.
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So hat man, um Hohlkörper derartiger Formen durch Ziehen herzustellen,
bereits die Blechzuschnitte zwischen einem Zieh- und einem Faltenhalterring eingespannt.
und sie mittels eines Ziehstempels von der Form der Bodenfläche unter Nachgleiten
des Werkstoffes zwischen den Ringen-frei tiefgezogen, d. h. so, daß in keiner Stellung
des Ziehstempels während des ganzen Tiefzuges zwischen ihm und dem Ziehring, wie
sonst vielfach bekannt, ein Ziehspalt von der Breite der Blechstärke zustande kam.
Da aber der ganze Tiefzug in einem Stempelhub und dabei in einer Einspailnung des
Zuschnittes vorgenommen wurde, müßte die Ziehringöffnung die volle Weite der oberen
Öffnung des Hohlkörpers haben. In dieser Weise lassen sich natürlich nur kleinere
Hohlkörper der beschriebenen Form von auch nicht allzu größer Tiefe herstellen,
deren. einzelne Mantelflachen dabei stets ebenflächig ausfallen. - . -Ferner hat
man schön,. um eine bombiert kegelige Form der Mantelflächen des Hohlkörpers zu
erzielen, die Blechzuschnitte am Rande zwischen Ringen von der Öffnungsweite des
herzustellenden Hohlkörpers unverschiebbar fest eingespannt und einen freien Tiefzug
in einem Hub mittels eines die Form des Innenraumes des herzustellenden Hohlkörpers
besitzenden Stempels, an den sich der Zuschnitt während des Tiefzugs infolge der
in ihm erzeugten Zugspannungen fest anschmiegt, ohne Formpreßmatrize ausgeführt.
Dabei mußte aber der uneingespannte Teil des Zuschnittes das ganze für die Tiefung
erforderliche Material aus sich heraus hergeben, so daß die Wandstärke bei der Verformung
wesentlich geringer als die des Zuschnittes wurde. Auch diese Arbeitsweise war für
die Herstellung großer und tiefer länglicher Wannen wegen der Wandstärken--minderung
nicht brauchbar.
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Bei einem weiteren Verfahren, welches insbesondere für die Herstellung
von der Form und auch den Abmessungen der gemäß der Erfindung herzustellenden Hohlkörperart
entwickelt war, wurde, um keine ebenflächigen Wände zu erzielen, auch mit einem
Stempel von dem Innenraum des fertigen Hohlkörpers entsprechender Form gearbeitet,
und zwar die Hohlkörperwandung in mehreren voneinander unabhängigen Ziehstufen,
angefangen mit der Herstellung einer in ihrer Form- der fertigen Wanne entsprechenden
Bodentiefurig
in dein Zuschnitt, aufgebaut, wobei der Zuschnittrand
um den zum Aufbau des Wandungsteils der jeweiligen Ziehstufe erforderlichen, der
Ziehstufentiefe entsprechenden Teil des Zuschnittes herum zwischen einer Formmatrize
und einem Faitenhälterring eingespannt, in die Matrize gezogen und am Schluß des
Ziehvorganges zwischen Stempel und Formmatrize, welche sich auf Blechstärkenabstand
genähert hatten, in die Form der fertigen Wanne gepreßt. Diese Formpressung erfordert
auf das genaueste gearbeitete Matrizen, deren Herstellung bekanntlich mit großen
Schwierigkeiten und Aufwendungen verbunden ist.
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Demgegenüber geht der Vorschlag nach der. Erfindung dahin, das kombinierte
Zieh- und Formpreßverfahren zu verlassen und das an sich bekannte Freitiefziehverfahren
anzuwenden, aber es, um im vorliegenden Falle zum Ziele zu kommen, in einzelnen
Ziehstufen durchzuführen, die an sich den Hohlkörper in gleicher Weise aufbauen,
wie bei Anwendung des kombinierten Zieh- und Formpreßverfahrens bereits bekanntgeworden
ist, nämlich in der Weise, daß der Zuschnittrand um den zum Aufbau des Wandteils
der jeweiligen Ziehstufe erforderlichen, der Ziehstufentiefe entsprechenden Teil
des Zuschnittes zwischen Halterahmen eingespannt und der uneingespannte Zuschnitteil
unter Vermeidung jeder Formpressung frei gezogen wird.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Kombination ergibt sich vor allem der
Vorteil, daß jegliche Faltenbildung des uneingespannten Zuschnittrandes vermieden
wird, wie dies sonst bei dem eingangs genannten bekannten Verfahren, bei dem bis
zur vollen Tiefe frei gezogen wird; möglich ist. Überdies ergibt sich bei dem Verfahren
gemäß der Erfindung keine Verminderung der Wandstärke des Materials, da ein genügender
Züschnitteil vorhanden ist und übermäßige Dehnungsbeanspruchungen @evtl. verschfedene
solche an verschiedenen Stellen des gesamten Umfanges des Werkstückes ausgeschaltet
werden. Es wird auch; wie es sonst bei dem bekannten kombinierten Zieh- und Forrnpreßverfahren
mit geteiltem Stempel und geteilter bzw. zusammengesetzter Matrize sich naturgemäß
ergibt, jegliche Klemmung des Materials oder Verpressung in oder zwischen den einzelnen
Stufen mit Sicherheit ausgeschaltet, da das Freiziehen die Verwendung eines Gegenstempels
bzw: einer Matrize, deren Herstellung kostspielig ist, überflüssig erscheinen läßt.
Da das Formpressen vermieden ist, ist dem Fließen des Materials kein Hindernis entgegengesetzt,
und es tritt an den Schmalseiten des Werkstückes sogar eine Verstärkung des Materials
ein, die zum Tiefziehen verwendet werden kann.
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Das Ziehwerkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist - gekennzeichnet durch einen der Fertigform der Wannen entsprechend geformten,
ungeteilten Ziehstempel mit allseits bombierten Flächen und für jede Ziehstufe je
einen Zieh- und Halterahmen untereinander gleicher Ausbildung von einer Öffnungsweite,
welche den für den Aufbau der Wannenwand in der jeweiligen Ziehstufe erforderlichen
:feil des Zuschnittes freigibt.
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Die Zeichnung zeigt die Ausführung des Verfahrens, die zur Durchführung
dieses Verfahrens notwendigen Einrichtungen- und den Aufbau eines Großraumbehälters
in inehreren Ziehpausen in beispielsweisen Ausführungsformen.
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Hierbei stellt die Abb. i einen Schnitt durch die Fertigform dar,
wobei durch waagerechte, strichpunktierte Linien angedeutet ist, wie die Form des
Behälters allmählich aufgebaut wird. Die Abb.2 bis 5 stellen die Einzelphasen der
Ziehvorgänge dar, und zwar im Schnitt durch die Ziehwerkzeuge, während die Abb.
G bis 9 Draufsichten auf die Halterahmen mit ihren Ausnehmungen darstellen, wobei
strichliert die zu jeder Zwischenform des Werkstückes gehörige Randumgrenzung des
waagerechten Randes angedeutet ist. Die Abb. io zeigt in Draufsicht die Anordnung
einer Ziehsieke, deren Längsachse quer zur Bewegungsrichtung des Materials liegt,
während die Abb. i i in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt nach der Linie i
r-i z der Abb. i o durch einen Teil der Halterahmen und der Anordnung der Ziehsieken
veranschaulicht. Die Abb. 12 zeigt in Draufsicht und die Abb. 13 im Schnitt nach
der Linie 13-13 der Abb. 12 in vergrößertem Maßstab die Anordnung von Ziehsieken,
die parallel zur Bewegungsrichtung des Werkstückes zwischen den Halterahmen angeordnet
sind. Die Abb. 14. und 15 zeigen eine geänderte Ausführungsform der Halterahmen.
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Wie aus den Abb. 2 bis 9 ersichtlich ist, wird der Großraumbehälter
durch das erfindungsgemäße Verfahren in mehreren Stufen hergestellt. Es wird das
ebene Blechstück i, dessen O_uerschnittsform in Abb. 2 strichliert und dessen Umrißform
in Abb. 6 strichpunktiert dargestellt ist, zwischen die Halterahmen 2 und 3 eingespannt,
die eine mittlere Öffnung q. aufweisen und zusammen ein Rahmenpaar darstellen. Zweckmäßig
ist das Blechstück an den Ecken bei 5 abgeschrägt. Die Rahmen jedes Rahmenpaares
sind geeignet; in einen Tisch 6 der Ziehmaschine eingesetzt zu werden. Die Rahmen
jedes Paares
werden durch eine .äußere Kraft gegeneinandergepreßt,
und zwar im Sinne des Pfeiles p der Abb. 2. Ein Stempel 7 der Ziehmaschine zieht
den mittleren Teil des Blechstückes durch die Ausnehmung4 durch, wobei der untere
Teil des Stempels 7, der ohne Gegenstempel arbeitet, eine Form aufweist, die der
Vorform der ersten Ziehstufe des Blechstückes die Form des Bodenteils der Fertigform
gibt. Es wird dabei der Boden 8 gebildet und der Wandteil I aufgebaut. Der Rand
des Blechstückes wandert dabei im wesentlichen radial nach innen, und seine Umrißlinie
nach dem ersten Ziehvorgang gemäß Abb. 2 ist in Abb. 6 strichliert dargestellt und
mit io bezeichnet. Es werden.nun der Oberrahmen 2 und der Unterrahmen 3 ausgetauscht
und das im Sinne der Abb.2 vorgeformte Blechstück in das Rahmenpaar ii und 12 eingespannt
(Abb.3). Diese Halterahmen besitzen eine größere- Öffnung 13 als die Halterahmen
2 und 3.
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In Abb.3 ist strichliert dargestellt, wie das Blechstück vor dem nächsten
Teilziehvorgang liegt. Der Stempel ? arbeitet nunmehr im zweiten Ziehvorgang, wodurch
bei gleichbleibendem Boden 8 der Wandteil II zum Wandteil I aufgebaut wird. Der
noch nicht verformte Teil des Bleches wandert dabei radial zwischen den beiden gegeneinandergepreßten
Halterahmen i i und 12, die zusammen ein Paar darstellen, nach innen, und seine
äußere Umrißlinie, die in Abb. 7 mit 14 bezeichnet ist, nimmt die in dieser Abbildung
dargestellte Gestalt an. Hierbei zeigt die Abb. 7 eine Draufsicht auf die Halterahmen
i i und 12 mit der mittleren Öffnung 13.
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Es wird nunmehr die zweite Zwischenform aus den Halterahmen i i und
12 herausgenommen und diese Halterahmen -gegen die Halterahmen 16 und 17 des dritten
Paares ausgetauscht, deren Öffnung 18, wie aus Abb. 4 und Abb. 8 hervorgeht, größer
(weiter) ist als die Öffnung 13 der Halterahmen i i und 12. Die Lage der Zwischenform
vor dem nächsten Ziehvorgang gemäß Abb.4 ist in dieser Abbildung strichliert dargestellt.
.Beim folgenden Ziehvorgang wird zu den Wandteilen I und II der Wandteil, III aufgebaut.
Wiederum wandert der Rand der Zwischenform zwischen den Halterahmen 16 und 17 ein
kleines Stück nach einwärts. Nach dem Ziehvorgang, bei dem derselbe Stempel 7 verwendet
wird - wie bei den vorhergehenden Ziehvorgängen, weist der Rand die in Abb.8 strichliert
dargestellte und mit 2o bezeichnete Umrißlinie auf. Es wird nunmehr aus dieser Zwischenform
gemäß Abb.4 die nächste Zwischenform, im gezeichneten Ausführungsbeispiel die.-Fertigform
gemäß Abb. 5 gezogen, die Halterahmen 16 und 17 gemäß Abb. 4. . werden gegen Halterahmen
21 und 22 des vierten Paares ausgetauscht und bei diesem Ziehvorgang aus der strichliert
dargestellten Zwischenform die stark ausgezogene Fertigform durch denselben Stempel
? wie früher hergestellt. Dabei wird zu deni bisher aufgebauten Wandteilen I, II,
III der Wandteil IV aufgebaut.
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Die Lage des Raddes dieser Form des Werkstückes ist in Abb. 9 strichliert
dargestellt und mit 23 bezeichnet. Diese Abbildung zeigt auch, daß die mittlere
Öffnung 24 der Halterahmen 21 und 22 größer ist als alle vorhergehenden.
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Nach Ausspannen des Werkstückes aus den Halterahmen 21 und 22 gemäß
Abb. 5 besitzt das Werkstück die fertige Wannenform, und der Rand ist nach etwa
notwendigem Abschleifen und Zurichten zur üblichen Herstellung des Randwulstes bereit.
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Bei allen Ziehvorgängen wird ein und derselbe Stempel ? verwendet,
der ständig die äußere Form der fertigen Hohlform des Werkstückes aufweist und der
nach Maßgabe der einzelnen Ziehvorgänge immer tiefer in die Halterahmen eindringt.
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Die Abb. i zeigt den Gesamtaufbau des Großraumbehälters, wobei die
entsprechend den Ziehphasen gemäß den Abb. 2 bis 5 aufgebauten Wandteile der Reihenfolge
nach, wie sie hergestellt werden, mit I bis IV bezeichnet sind. Die Höhen dieser
Wandteile, bis zu denen sie aufgebaut werden, sind durch strichpunktierte Linien
angedeutet. Es entspricht die Entfernung der strichpunktierten Linie a vorn inneren
Bodenteil der Fertigform F der Tiefe des Ziehvorganges gemäß Abb. 2, die Entfernung
der Linie a von der Linie b der Tiefe des Ziehvorganges gemäß der Abb. 3 und die
Entfernung der Linie b von der Linie c der Tiefe des Ziehvorganges gemäß der Abb.
q. und die Entfernung der Linie c von der Mnie d der Tiefe des Ziehvorganges gemäß
Abb. 5.
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Um ein Verziehen. und eine Faltenbildung des Materials zwischen den
Rahmen der einzelnen Paare zu . vermeiden, können Ziehsicken 26- (Abb. io) vorgesehen
sein, die sich quer zur Wanderung des Materials zwischen den Halterahmen erstrecken.
DieAusbildung dieser Ziehsieken ist in Abb. io gezeigt. Die Halterahmen, z. B. 2
und 3, sind mit Nuten 27 und 28 versehen, in deren eine, zweckmäßig des unteren
Ziehrahmens, eine Leiste 3o eingelegt ist, über die das Material, wie Abb. i i darstellt,
gezogen wird. Auch die anderen Halterahmen können Ziehsieken aufweisen.
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Um auch ein Verziehen des Materials zwischen den Halterahmen quer
zur Durchgangsrichtung des ;Materials zu verhindern, können
radiale
Ziehsieken 31 vorgesehen sein. Diese werden gebildet durch Leisten 32 (Abb. 13),
welche in radiale Schlitze 33 der Rahmen mit geringer Überhöhung über die Ebene
der Halterahmen eingespannt sind. Diese radialen Ziehsieken 31 sind in den unteren
Halterahmen, z. B. dem Halterahmen 3 der Abb. 2, vorgesehen, während die oberen
Halterahmen, z. B. der Halterahmen 2 der Abb. 2, mit radialen Ausnehmungen 34 versehen
sind. Diese Ausnehmung darf nur ganz seicht sein, um das Material des Behälters
F nicht zur Rillenbildungg zu veranlassen.
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Das Austauschen der Halterahmen verschieden großer Öffnung vor Beginn
der einzelnen Teilziehvorgänge erfordert einen beträchtlichen Arbeitsaufwand, da
die Halterahmen ein außerordentlich großes Gewicht aufweisen. Man erreicht denselben
Zweck, wenn man sich mit dem Austauschen nur des oberen Halterahmens begnügt, hingegen
den unteren Halterahmen oder den Tisch der Maschine selbst als Grundrahmen verwendet;
in den einige Ringe, deren Öffnungen den in den Abb.2 bis 5 unteren Halterahmen
entsprechen,. eingesetzt werden (Abb.14 und 15): In einem Grundrahmen 36 ist eine
Stufe 37 ausgebildet. Diese Stufe nimmt die Ringe 38, 39 und 40; deren Öffnungen
sich gestuft erweitern, auf: Der innere Rand 41 des Grundrahmens öder Halters 36
bildet zugleich den äußeren Ring des Satzes. Der Ziehvorgang spielt sich genau so
ab; wie er an Hand der Abb.2 bis 5 beschrieben wurde, wobei im ersten Teilziehvorgang
der Boden des Werkstückes und die Wand I. entsprechend dem Ring 38, im zweiten Teilziehvorgang
zu dieser Wand I der Wandteil II entsprechend dem Ring 39, im dritten Teilziehvorgang
zu den Wandteilen I und II der Wandteil III entsprechend dem Ring 40 und im vierten
Teilziehvorgang zu den Wandteilen I, II, III der Wandteil IV entsprechend dem inneren
Rand 41 des Halters 36 hergestellt wird. Hierbei werden vor jedem Teilziehvorgang
mit Ausnahme der Herstellung des Wandteils I des Werkstückes F die Ringe
38, 39 und 40 nacheinander entfernt. Damit man sieht, daß die Ringe und der
Grundrahmen bei 42 entsprechend abgerundet sind, ist der obere Teil der Ringe und
des Grundrahmens 36 in Abb.15 in vergrößertem Maßstabe dargestellt. Der Teil 42
dient als Ziehkante. Die oberen Halterahmen 2, 11, 16 und a1 sind die gleichen wie
bei den Abb. 2 bis 5.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens ergibt sich noch der besondere Vorteil, daß die Halterahmen unter
Umständen gegeneinander ausgetauscht werden können; d. h. es kann, da sich die Ziehkante
des unteren Halterahmens mehr abnutzt als die des oberen Halterahmens, der untere
Halterahmen gegen den oberen und umgekehrt ausgetauscht werden, so daß dadurch eine
ziemlich gleichmäßige Abnutzung der aktiven Ziehkanten und Flächen der beiden Halterahmen
ermöglicht wird.