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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stauchen von Köpfen an Bolzen oder ähnlichen WerkstÜcken sowie auf Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens. Bei den bekannten Verfahren wird so gearbeitet, dass ein zwangläufig hin und her bewegtes Formgesenk mit einem als Hohlstempel ausgebildeten und den anzustauchenden Bolzen umschliessenden Gegengesenk zusammenarbeitet. Dabei ist das Gegengesenk entweder ortsfest gelagert oder es wird zwecks allmählicher Freilegung der vollständigen Stauchlänge gegenüber dem vorgehenden Formgesenk rückläufig bewegt.
Zweck vorliegender Erfindung ist es, dieses letztere Verfahren durch Erzielung einer Leistungssteigerung zu verbessern. Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der Rücklauf des Hohlstempels gegen Ende der Rücklaufbewegung beschleunigt ausgeführt wird. Diese Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine derartige Beschleunigung die Güte des Erzeugnisses nicht vermindert, da die Knickgefahr für das freigelegte Bolzenende mit dem fortschreitenden Stauehvorgang abnimmt, so dass ein einseitiges Ausweichen des Bolzenendes trotz seiner beschleunigten Freigabe nicht auftritt.
Durch die Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit vergrössert sich die Gefahr, dass die Matrize schon beim Einführen des Werkstückes durch dieses zurückgeschoben wird, so dass das Werkstück nicht auf die vorgeschriebene Länge in die Matrize eingeführt wird. Es ragt dann beim Beginn des Stauchvorganges zu weit aus der Matrize heraus, so dass eine ordnungsmässige Stauchung nicht stattfinden kann, sondern ein Verbiegen des freien Werkstückendes eintritt, was naturgemäss Ausschuss ergibt.
Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten empfiehlt es sich, zunächst die verschiebbare Matrize während der Einführung des Werkstabes in die Matrizenbohrung in ihrer vorderen Endlage starr abzustützen und erst bei Beginn des Stauehvorganges für das Zurückschieben freizugeben.
Diese Einrichtung kann so getroffen werden, dass nicht nur das Festhalten der Matrize, sondern auch deren Wiedervorschieben zwangläufig bewirkt wird. Und zwar können sowohl das Zurückschieben als auch das Wiedervorsehieben der Matrize und deren Abstützung in der vorderen Endlage durch eine auf der Kurbelwelle der Maschine sitzende Spurscheibe bewirkt werden. Die bei älteren Einrichtungen erforderliche Vorschubfeder fällt dann fort, womit zugleich auch die bei der Verwendung von Federn leicht eintretenden Störungen oder Hemmungen vermieden werden.
Natürlich ist mit der erfindungsgemäss erzielten Leistungssteigerung eine erhöhte Beanspruchung der zur Ausführung des neuen Verfahrens benutzten Vorrichtungen verbunden. Um diesen höheren Anforderungen Rechnung zu tragen, empfiehlt es sieh, den Hohlstempel als aussen abgestuftes, nach hinten verdiektes Rohr auszubilden und unter Verwendung von auswechselbaren Passstücken in einem entsprechend ausgenommenen Halter naehstellbar zu befestigen, so dass der Hohlstempel bei eintretendem Verschleiss ohne Mühe nachgestellt werden kann und es bei Abnutzung oder Beschädigung der Arbeitkante nicht gleich erforderlich ist, das ganze Gesenk zu erneuern.
Um Beschädigungen der Vorrichtungen, insbesondere solche, die durch das Auftreten unvorhergesehener Widerstände entstehen und deren Gefahr mit steigender Arbeitsgeschwindigkeit zunimmt, weitgehend zu vermeiden, empfiehlt sich ferner die Anordnung einer federnden Abstützung für die gegeneinander bewegten Presswerkzeuge. Zwar kann in bekannter Weise der Hohlstempel während seines Rücklaufes von einer Feder abgestützt sein, so < dass in dieser ersten Arbeitsstufe schon hiedurch ein gewisser elastischer Ausgleich sichergestellt ist. Jedoch wird durch die erfindungsgemässe Beschleunigung des Rücklaufes diese Federung schon früh-
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zeitig unwirksam. Es ist deshalb zweckmässig, die Presswerkzeuge so abzustützen, dass während des ganzen Arbeitsvorganges ein elastischer Ausgleich sichergestellt ist.
Dieses geschieht vorteilhaft dadurch, dass das Formgesenk in seinem Gesenkhalter auf starken Federn, vorzugsweise Tellerfedern, abgestützt ist.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. 1 eine Presse zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens, von oben gesehen, Fig. 2 die Seitenansicht einer Spurscheibe zur Bewegung der Matrize, Fig. 3-5 die Arbeitswerkzeuge der Presse in drei verschiedenen Arbeitsstellungen, Fig. 6 ein Zeit-Weg-Diagramm für den Stempel und die Matrize bei erfindungsgemässer Ausbildung.
Die in Fig. 1 dargestellte Presse besitzt, wie bekannt, ein rahmenförmiges Gestell 28, in dessen Hinterwand 1 das weiter unten beschriebene Stauchgesenk 39 angeordnet ist. Zwischen den beiden Längswänden des Gestells führt sieh der Pressschlitten 15, der unter Vermittlung der Kurbelstange 30 und des Exzenters 31 durch die im Gestell gelagerte Welle 32 hin und her bewegt wird. An dem dem Gesenk 39 zugekehrten Ende ist im Pressschlitten der Stempelträger 33 angeordnet, der einen in den Fig. 3-5 im einzelnen dargestellten Stauchstempel. ? trägt.
Die Zuführung der Werkstücke erfolgt mit bekannten Einrichtungen, die in Fig. 1 nicht mit dargestellt sind. Das Ausstossen des Werkstückes aus dem Gesenk 39 erfolgt ebenfalls in bekannter Weise durch die Ausstossstange 12, 13 mit Hilfe des Hebels 35, der Stange 36 mit Feder 37.
Die Ausbildung des sich aus mehreren Teilen zusammensetzenden Gesenkes 39 ist aus den Fig. 3-5 zu erkennen.
In einer Aussparung der Gestellwand 1 ist ein kasten- oder rahmenförmiger Einsatz 2 befestigt, in welchem ein aus zwei ineinandergeschraubten Teilen 3, 4 bestehender Gesenkhalter längsverschiebbar geführt ist. Der vordere Teil 3 des Gesenkhalters 3,4 enthält einerseits das eigentliche Gesenk 5, das aus einem im Aussendurchmesser abgestuften Rohr besteht, dessen abgesetztes Vorderende 5'ein dem Querschnitt des Formgesenkes angepasstes Profil besitzt. Diesem Rohr 5 ist eine entsprechend abgesetzte und gestaltete Bohrung des Halterkopfes 3 von hinten her so weit eingesetzt, dass das profilierte vordere Rohrende 5'aus dem Gesenkhalter frei vorsteht.
Ein an der Rückseite des Teiles 3 angeschraubter Gewindering 6 sowie ein zwischen der Schulter des Rohres 5 und der Gegenschulter des Halters 3 eingelegter Passring 7 sichern das Rohr in seiner Lage im Gesenkhalter. Durch Auswechseln des Passringes 7 und Nachstellen des Gewinderinges 6 bzw. durch Einfügen von Unterlegscheiben 8 zwischen Gewindering und rückwärtiger Stirnfläche des Rohres 5 hat man die Möglichkeit, die freiliegende Stirnkante 5'des Rohres 5 gegenüber der Stirnfläche des Gesenkhalters 3 genau einzustellen oder bei Abnutzung der
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zustellen.
Der Gesenkhalter 3,4 steht unter Wirkung einer in einer Bohrung der Gestellwand 1 angeordneten Pufferfeder 9, welche den Halter mit dem Hohlgesenk 5 stets in eine vordere Endlage drückt, in welcher der Haltekopf 3 an eine am Einsatz 2 befestigte Anschlagplatte 10 drückt. Der Gesenkhalter 3, 4 kann entgegen der Kraft der Feder 9 zurückgeschoben werden, u. zw. bis zum Anschlag an eine am Grunde der Aussparung der Gestellwand 1 vorgesehene Stahlplatte 11. In der Bohrung des Hohlgesenkes führt sich ein Druckbolzen 12, der sowohl als Widerlager für den Werkstab 14 als auch als Ausstosser für das fertige Werkstück dient.
Dieser Bolzen 12 sitzt an einer in der Gestellwand geführten Druckstange 13, die durch ein nicht gezeichnetes Getriebe in Abhängigkeit von der Hin-und Herbewegung des Pressschlittens so gesteuert wird, dass Stange 13 und Bolzen 12 beim Stauchvorgang in einer rückwärtigen Endlage kraftschlüssig abgestützt sind, beim leeren Rücklauf des Pressschlittens dagegen vorgeschoben werden.
Gleichachsig zum Hohlgesenk 5 ist in dem zwangläufig hin und her bewegten Presssehlitten-M ein Stauchstempel 16 angeordnet, dessen Arbeitsseite zu einem Formgesenk ausgebildet ist. Im gezeichneten Beispiel dient die Presse zum Anstauchen von Sechskantköpfen an Bolzenköpfen ; demgemäss weist das Formgesenk. ? auch eine im Querschnitt sechskantige Profilöffnung auf, und die Bodenwandung 17 dieser Öffnung ist so gestaltet, dass die übliche Abfassung an den Sechskantköpfen gleich im Stauehverfahren mit erzielt wird. Die Tiefe der Aussparung des Formgesenkes ist grösser als die Höhe des zu stauchenden Bolzenkopfes, weil beim Fertigstauchen des Bolzenkopfes das Vorderende 5'des Hohlstempels 5 in die Form mit eintreten und letztere nach vorn abschliessen soll.
Ferner ist der Boden 17 des Formgesenkes lösbar in das Gesenkt eingesetzt, zu dem Zwecke, durch einfache Auswechslung des Bodens mit sonst gleichen Gesenkteilen Bolzenköpfe von verschiedener Höhe herstellen zu können.
Das vorn abgeschrägte Formgesenk 16 mit dem auswechselbaren Boden 17 ist mit Hilfe einer an der Anlagefläche gleichfalls abgeschrägten Überwurfmutter. M am Gewindeende eines bolzenförmigen Trägers 19 angeschraubt, der in eine Aussparung des Pressschlittens 15 eingesetzt ist. In dem hinter dem Bolzen 19 freibleibenden Raum der Aussparung sind zwischen zwei Stahlplatten 21 mehrere sehr starke Tellerfedern 20 aus Stahl eingefügt. Alle diese Teile sind durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise eine in eine Längsaussparung des Bolzens 19 eingreifende Halteschraube, gegen Herausfallen aus der Bohrung des Stempelschlittens gesichert, können aber in der Bohrung rückwärts verschoben werden entgegen der Kraft der Tellerfedern 20.
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Das Formgesenk 16 kann also infolge seiner federnden Abstützung in axialer Richtung ein wenig ausweichen und daher während des Fertigstauchens bei Überschuss an Stauchmaterial unter Verringerung seines Arbeitshubes so weit nachgeben, dass eine Zerstörung des Formgesenkes nicht zu befürchten ist.
Unterhalb des Stauchgesenkes 16 ist in einer Längsbohrung des Pressschlittens 15 eine Druckstange 22 geführt, die mit ihrem vorderen Ende aus dem Schlitten herausragt und den Zweck hat, beim Vorsehub des Pressschlittens den Gesenkhalter. 3 mit dem Gesenk 5 entgegen der Feder 9 zurückzuschieben.
Die Stange 22 stützt sich mit ihrem inneren Ende gegen den nach abwärts gerichteten Arm eines Winkelhebels 23, 24, der in einem senkrechten Schlitz des Schlittens angeordnet und um einen oben am Schlitten befestigten Bolzen 25 drehbar ist. Der andere nach hinten gerichtete Arm 24 dieses Winkelhebels 23, 24 trägt eine drehbar gelagerte Rolle 27. Letztere läuft an der Unterkante einer am Presserahmen einstellbar befestigten oder verschiebbar gehaltenen und von einer Steuervorrichtung bewegten Leitschiene 26, welche ihrerseits den die Druckstange abstützenden Hebel steuert. Die Unterkante der Leitschiene verläuft in der Hauptsache waagrecht, an dem dem Hohlstempel 5 zugekehrten Schienenende 26'ist sie dagegen schräg nach aufwärts gerichtet.
Durch diese Ausbildung der Leitschiene wird erreicht, dass der Hebel 23, 24, solange die Rolle 27 auf den waagrechten Teilen der Sehienenunterkante läuft, an einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn gehindert ist. Der Hebel stützt dann die Druckstange 22 starr ab, so dass letztere mit dem Schlitten 15 in dessen Vorschubriehtung kraftschlüssig gekuppelt ist. Die Stange 22 drückt infolgedessen, sobald sie an der Stirnfläche des Gesenkhalters 3 anliegt, diesen zusammen mit dem Gesenk 5 entgegen dem Druck der Feder 9 zurück. In dem Augenblick jedoch, wo der Gesenkhalter seine rückwärtige Endlage erreicht, d. h. an die Platte 11 anstösst, läuft die Rolle 27 auf den schrägen Endteil 26'der Schienenunterkante auf, so dass der Hebel 23, 24 sich zu drehen und damit die Stange 22 in der Bohrung des Schlittens 15 sieh zu verschieben vermag.
Der Verlauf des schrägen Teiles 26'ist dabei derart, dass die Stange 22 in ihrer bei vollständig zurückgeschobenem Gesenk 3, 4 erreichten Stellung stehen bleibt und so das Gesenk in seiner rückwärtigen Endlage festhält, während der Pressschlitten 15 mit dem Formgesenk 16 den restlichen Arbeitshub vollführt. So wird in an sich bekannter Weise der Werkstab 14 erst allmählich freigelegt und erst nach Freigabe der vollständigen Stauchlänge fertiggepresst.
Zwischen dem geraden Führungsteil der Schiene 26 und dem schräg abfallenden Teil 26'ist ein vorstehender Nocken 26"vorgesehen, der gegen das dem Hohlstempel 5 zugekehrte Schienenende stark abfällt. Durch den Nocken 26"wird die Druckstange 22 so gesteuert, dass sie vor Beendigung des Verstauchungsprozesses den Gesenkhalter 3 mit dem Hohlgesenk 5 beschleunigt zurückdrückt, derart, dass am Ende des Arbeitshubes der Werkstab 14 schneller freigelegt wird. Dadurch ist auch eine beschleunigte Fertigstauchung des Werkstückes ermöglicht.
Das Zusammenwirken des Hohlgesenkes und des Formgesenkes ist in dem Zeit-Weg-Diagramm, Fig. 6, veranschaulicht. In dieser Darstellung ist die Zeit auf der horizontalen Achse t und der von dem Hohlgesenk und dem Formgesenk in der Zeit t zurückgelegte Weg auf der senkrechten Achse s eingetragen. Dabei ist zur Vereinfachung der Darstellung angenommen, dass sich das Formgesenk mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt. Die Zeit-Weg-Kurve des Formgesenkes während eines Arbeitshubes ist durch eine., ausgezogene Linie, die entsprechende Kurve des Hohlgesenkes durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, legen Hohlgesenk und Formgesenk anfänglich gleiche Wegstrecken zurück, d. h. sie bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit.
Nachdem aber das anzustauchende Werkstück schon eine gewisse Verdickung erfahren hat, wird das Hohlgesenk beschleunigt zurückgeführt. Dieses wird in Fig. 6 durch die Abweichung nach oben der strichpunktierten
Kurve von der geradlinig verlaufenden Kurve des Formgesenkes bemerkbar. In diesem Zeitabschnitt legt der Hohlstempel grössere Wegstrecken zurück als der Formstempel. Infolgedessen wird die anzutauchende Werkstücklänge schneller freigegeben.
Dieser beschleunigte Rücklauf ist beendet, sobald der Hohlstempel seine feste rückwärtige Stellung erreicht hat. In diesem Zeitpunkt geht in dem Diagramm Fig. 6 der ansteigende Teil der strichpunktierten
Kurve in den nach rechts verlaufenden waagrechten Ast'über.
Bei dem in Fig. 3-5 dargestellten Matrizenhalter ist die Einrichtung so getroffen, dass zwar die
Rücklaufbewegung zwangläufig erfolgt, während das Wiedervorschieben durch eine Feder erfolgt. Im
Gegensatz hiezu erfolgt bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtung nicht nur das Zurückschieben
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An dem Matrizenhalter 39 sind zwei auf entgegengesetzten Seiten der Auswerferstange 12, 13 liegende waagrechte Stangen 40 befestigt, die durch Bohrungen der Gestellwand 1 nach hinten aus der Wand herausgeführt und an ihren rückwärtigen Enden durch eine Brücke 41 vérbunden sind. Die Brücke 41 ist durch zwei oben und unten an ihr vorgesehene gleiehaehsige Zapfen 42, die je an einem in einem Schlitz der Brücke 41 geführten Kulissenstein sitzen, mit einem bei 43 an der Gestellwand 1 gelagerten einarmigen Hebel 44 verbunden, der aus zwei teils oberhalb, teils unterhalb der Brücke 41 liegenden Laschen gebildet ist. Dieser Hebel steht durch eine angelenkte Stange 45 mit einem einarmigen, am Gestell gelagerten Hebel 46 in Verbindung, der an seinem freien Ende eine Rolle 47 trägt.
Diese Rolle greift
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in die'Spurnut 48 einer-auf der Kurbelwelle 32 befestigten Spurscheibe 49 ein, welche dazu dient, den Matrizenhalter 39 vor-und zurückzubewegen und in der vorderen Endstellung abzustützen.
Die Nut 43 der Spurscheibe 49 weist einen etwa über einen Halbkreis sich erstreckenden, zur Welle konzentrischen Teil auf, während ihr anderer Teil exzentrisch ist. Die Form dieser Nut kann nach den jeweiligen Anforderungen bemessen sein.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind auch Abänderungen sowie mancherlei andere Ausführungen der Presse möglich. Beispielsweise könnte das Vorstauchen des Werkstückes auch bei feststehendem Hohlstempel dadurch ausgeführt werden, dass der Stützbolzen gegen das Formgesenk vorgeschoben wird, wobei das Formgesenk selbst während des Vorstauehens in seiner Stellung stehenbleibt und erst dann seinen restlichen Arbeitshub ausführt, wenn der umzuformende Werkstoff vollständig freigelegt und roh vorgestaucht ist. Ausser zum Anstauchen von Köpfen an Bolzen ist das Verfahren mit Vorteil auch zum Stauchen von schaftlosen Gegenständen, wie Kugeln, Fassonstüeken u. dgl., insbesondere Stücken mit grossem Rauminhalt anwendbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Stauchen von Formstücken, insbesondere Bolzenköpfen od. dgl., wobei ein zwangläufig hin und her bewegtes Formgesenk mit einem als Hohlstempel ausgebildeten und das anzutauchende Werkstück umschliessenden Gegengesenk zusammenwirkt, welches zwecks allmählicher Freilegung der vollständigen Stauchlänge gegenüber dem vorgehenden Formgesenk rückläufig bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücklauf des Hohlstempels gegen Ende dieser Rücklaufbewegung beschleunigt ausgeführt wird.