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Leichtmetallhülse mit schraubenförmigen Innenzügen, sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft Leichtmetallhülsen mit schraubenförmigen Innenzügen und einem ge- schlossenen Boden, der gegebenenfalls nachträglich durchbohrt ist, sowie ein Verfahren und eine Vor- richtung zu deren Herstellung.
Für pyrotechnische und ähnliche Zwecke werden Hülsen mit geschlossenem Boden und Innenzügen benötigt, in denen eine mit Nocken versehene Innenhülse gleitend geführt ist, die durch den Eingriff ihrer Nocken mit den Innenzügen bei einer Längsbewegung in Drehung versetzt wird. Bei derartigen
Leichtmetallhülsen soll der Boden eine dem jeweiligen Anwendungszweck angepasste Form besitzen, welche die Anbringung von Zubehörteilen ermöglicht. Aus Gewichts-, Korrosions- und Preisgründen sollen derartige Hülsen zweckmässig aus Aluminium oder andern Leichtmetall-Legierungen bestehen.
Die innere Nockenhülse kann vorzugsweise ebenfalls aus Leichtmetall, für bestimmte Zwecke aber auch aus Kunststoff bestehen.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Rohren mit Innenzügen bekannt. So kann man beispielsweise die Innenzüge durch Ziehen erzeugen. Nach einem andern Verfahren kann eine innen etwas grössere und dickwandigere Hülse über einem mit entsprechenden Drallnuten versehenen Dorn gehämmert werden, so dass sich das verformte Hülsenmaterial in die Nuten des Dornes eindrückt.
Beide Verfahren erfordern jedoch einen für eine technische Fertigung untragbaren Zeit- und Werkzeug- aufwand.
Es ist ferner bekannt, Leichtmetallhülsen nach dem Kaltfliesspress-Verfahren herzustellen. Dabei ist es auch möglich, nahtlose Hohlkörper mit inneren und/oder äusseren Längsrippen zu erzeugen. Es wurde auch schon vorgeschlagen, beim Kaltfliesspressen von Leichtmetallhülsen einen Press-Stempel mit schrägen Nuten zu verwenden und die Presswerkzeuge während des Fliesspressens relativ zueinander zu verdrehen, so dass Hülsen mit schraubenförmigen Längsrippen erhalten werden. Dieser Vorschlag hat sich jedoch in der Praxis als undurchführbar erwiesen, da bei den zum Fliesspressen von Metallen erforderlichen hohen Drücken eine Drehung der Presswerkzeuge zueinander technisch nicht zu beherrschen ist und die Presswerkzeuge zu Bruch gehen.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, Leichtmetallhülsen mit geschlossenem Boden und schrauben- förmigen Innenzügen zu schaffen, die besonders günstige Festigkeitseigenschaften aufweisen und auf einfache Weise in grossen Stückzahlen hergestellt werden können.
Es wurde nun gefunden, dass man derartige, verbesserte Leichtmetallhülsen mit schraubenförmigen Innenzügen durch Verwindungs-Kaltfliesspressen herstellen kann, wobei eine zu den schraubenförmigen Innenzügen parallel verlaufende, nicht unterbrochene Verwindungs-Fliesspressstruktur des Leichtmetalls erzeugt wird, die besonders günstige Festigkeitseigenschaften bewirkt und gegebenenfalls eine Reduzierung der Wandstärke der Leichtmetallhülse ohne Beeinträchtigung der Festigkeit ermöglicht.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine Leichtmetallhülse mit schraubenförmigen Innenzügen und einem geschlossenen Boden, der gegebenenfalls zusätzliche Vorsprünge und/oder
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Vertiefungen und/oder eine zentrische Bohrung aufweist, gekennzeichnet durch eine zu den Innenzügen parallel verlaufende Verwindungs-Fliesspressstruktur, wobei die Breite Z und der Steigungswinkel zu der Innenzüge, die Wandstärke W im Bereich der Innenzüge und die mit L bezeichnete Hülsenlänge über 150 mm der Formel
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entsprechen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Leichtmetallhülsen mit geschlossenem Boden und schraubenförmigen Innenzügen für eine in diesen geführte Nockenhülse durch Kaltfliesspressen eines Rohlings zwischen einer Matrize und einem mit schrägen Nuten versehenen Pressstempel, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man einen über die gesamte Hülsenlänge mit schraubenförmigen Nuten versehenen Pressstempel in die Matrize ohne deren relative Verdrehung unter verwindendem Fliesspressen des Rohling-Materials einführt und bei grösseren Steigungswinkeln vor jedem Arbeitsgang den Pressstempel schmiert.
Während des Fliesspress-Arbeitsganges lassen sich gleichzeitig in an sich bekannter Weise zusätzliche Vorsprünge und/oder Vertiefungen an der Aussenwand und/oder am Boden der Hülse erzeugen. Die fertige Hülse wird schraubenförmig vom Pressstempel abgestreift. Je nach den Anforderungen kann der Boden der Hülse nachfolgend durchbohrt und/oder mit einem Gewinde versehen werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können in ihren Dimensionen lediglich von der Leistungsfähigkeit der Presse und der Werkstoffmenge des Rohlings abhängige Hülsen ohne jede Handarbeit in grossen Stückzahlen hergestellt werden. Zur Vermeidung von Rissbildung soll die Breite Z der Innenzüge der folgenden Formel
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entsprechen, worin W die Wandstärke der Hülse im Bereich der Züge, cx deren Steigungswinkel und L die Hülsenlänge über 150 mm in mm darstellen.
Die Breite der zwischen den Zügen liegenden Felder soll zweckmässig das 0, 6- bis 0,9fache der Breite Z der Züge betragen.
Bei grösseren Steigungswinkeln ist es erforderlich, den Pressstempel vor jedem Arbeitsgang mit einem geeigneten Schmiermittel zu schmieren. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird dabei als Schmiermittel eine Mischung von Petroleum in Naphtha verwendet mit einem Gehalt von
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<tb>
<tb> 1 <SEP> bis <SEP> 8% <SEP> synthetischem <SEP> anionischem <SEP> Netzmittel
<tb> 2 <SEP> bis <SEP> 70/0 <SEP> Natrium- <SEP> oder <SEP> Aminseife
<tb> 2 <SEP> bis <SEP> 61o <SEP> freier <SEP> Fettsäure <SEP> als <SEP> Ölsäure
<tb> 3 <SEP> bis <SEP> 60/0 <SEP> Fett
<tb> 2 <SEP> bis <SEP> 8% <SEP> Wasser
<tb> 0 <SEP> bis <SEP> 501o <SEP> Estern <SEP> polyhydrischer <SEP> Alkohole
<tb>
sowie einem Schwefelgehalt von 1 bis 3%, einem Aschegehalt von 1 bis 3%,
einem pH-Wert zwischen 7 und 9 und einer Viskosität bei 200C von 20 bis 280E.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, mit einer der Aussenform der zu erzeugenden Hülse entsprechenden Matrize und einem in diese einführbaren Pressstempel mit schrägen Nuten, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel und die Matrize relativ zueinander unverdrehbar geführt sind und der Pressstempel auf seiner Umfangsfläche mindestens der Länge der zu erzeugenden Hülse entsprechende, schraubenförmige Nuten aufweist, wobei die Breite F der Felder zwischen den Nuten der Formel
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entspricht, worin W die Wandstärke der Hülse im Bereich der Züge, a deren Steigungswinkel und L die
Hülsenlänge über 150 mm darstellen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zweckmässig zum Abstreifen der Hülse einen in einer den
Pressstempel umgreifenden, feststehenden Abstreiferbrille drehbar gelagerten Abstreifer, sowie Schmier- mittel- Sprühdüsen zum Schmieren des Pressstempels bei jedem Niedergang aufweisen. Die Pressfläche des Pressstempels kann zweckmässig kegelig ausgebildet sein und einen Kegelwinkel von etwa 160 I : 60 aufweisen. Für die Durchführbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens ist es wesentlich, dass die auf der Umfangsfläche des Pressstempels angeordneten, schraubenförmigen Nuten über die gesamte Länge der zu erzeugenden Hülse durchlaufen.
Die erfindungsgemässen Leichtmetallhülsen zeichnen sich gegenüber allen vorbekannten Fliesspressteilchen dadurch aus, dass die Mantelwand der Hülse eine zu den Innenzügen parallel verlaufende Verwindungs-Fliesspress-Struktur besitzt. Die erfindungsgemässen Leichtmetallhülsen weisen an ihrer Oberfläche eine mit blossem Auge leicht erkennbare Spiralstreifung und eine durch die gesamte Wandstärke hindurchreichende, für derartige Hülsen vorteilhafte Verwindungs-Struktur auf.
Durch entsprechende Formgebung der zur Herstellung der Hülsen benutzten Matrize können diese am Boden geeignete Vorsprünge und/oder Vertiefungen, beispielsweise umlaufende Ringstege oder - nuten und/oder axiale Einsenkungen besitzen, an denen nachfolgend geeignete Bohrungen oder Gewinde angebracht werden können.
Die in den Innenzügen geführte Nockenhülse kann zweckmässig an ihrem Bodenrand angeordnete, radial auswärts vorstehende Führungsnocken tragen, welche mit den Innenzügen der Leichtmetallhülse in Eingriff treten und die Nockenhülse bei ihrer Längsbewegung in Drehung versetzen. Die Nockenhülse kann zweckmässig ebenfalls aus Leichtmetall bestehen und durch Kaltfliesspressen hergestellt werden.
Dabei sollen die Führungsnocken an ihrer dem Hülsenmund zugewendeten Seite mit einem dem 0, 4- bis
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Leichtmetallhülse, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Leichtmetallhülse gemäss Fig. 2, Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Leichtmetallhülse, Fig. 5 eine Seitenansicht der in den Innenzügen geführten Nockenhülse und Fig. 6 einen vergrösserten Längsschnitt durch die Nockenhülse gemäss Fig. 5.
Die in Fig. l dargestellte Vorrichtung weist eine unverdrehbar gelagerte, der zu erzeugenden
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-7-- undstreiferbrille --6-- ist ein Abstreifer --5-- drehbar gelagert, welcher beim Rückgang des Pressstempels - die fertige Hülse3-- vom Pressstempel schraubenförmig abstreift. Zum Schmieren des Press- stempels sind ferner Sprühdosen-9-vorgesehen, durch welche der Pressstempel--1-- vor jedem Arbeitsgang mit einem geeigneten Schmiermittel betropft und/oder besprüht werden kann. Hiedurch wird gleichzeitig eine Werkzeugkühlung erreicht. Die Aufbringung des Schmiermittels auf den Press- stempel--l-- kann zweckmässig jeweils beim Niedergang des Pressstempels --1-- erfolgenl.
Unabhängig davon können die in die Matrize eingelegten Leichtmetall-Rohlinge in an sich bekannter Weise mit einem Schmiermittelüberzug versehen sein.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Leichtmetallhülse besitzt einen Boden --11- mit ringförmigen
Stufen einer zentrischen Einsenkung --13-- mit einem Innengewinde-14-- und einer zentrischen Durchgangsbohrung --15-- sowie in die Innenwand des Hülsenmantels schraubenförmig eingetiefte Innenzüge--8--.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform der Leichtmetallhülse weist zum Unterschied von der Ausführungsform gemäss der Fig. 2 und 3 an ihrem Boden--11-- einen axialen Zapfen--17-- auf, dessen Aussenfläche --18-- ein Gewinde tragen kann.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte, zylindrische Nockenhülse --20-- besitzt einen gelochten oder geschlossenen Boden --21-- mit an dessen Aussenrand radial auswärts vorspringenden Führungsnocken die an ihrer dem Hülsenmund zugewendeten Seite abgerundet sind. Der Radius --23-- dieser Abrundung entspricht bei der dargestellten Ausführungsform dem 0,5fachen der radialen Nockenhöhe.
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PATENTANSPRÜCHE : l. Leichtmetallhülse mit schraubenförmigen Innenzügen und einem geschlossenen Boden, der gegebenenfalls zusätzliche Vorsprünge und/oder Vertiefungen und/oder eine zentrische Bohrung aufweist, gekennzeichnet durch eine zu den Innenzügen (8) parallel verlaufende Verwindungs-Fliesspressstruktur, wobei die Breite Z und der Steigungswinkel der Innenzüge (8), die Wandstärke W im Bereich der Innenzüge (8) und die mit L bezeichnete Hülsenlänge über 150 mm der Formel
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entsprechen.