Verfahren und Einriehtung zum Kaltspritzen von Hohlkörpern. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren und eine Einrichtung zum Kaltsprit zen von Hohlkörpern.
Das Verfahren gemäss der Erfindung be steht darin, dass der Rohling zu einem Näpf chen mit einem ringförmigen Fussrand ver formt wird, der in Richtung senkrecht zur Näpfchenachse gegenüber der Innenfläche der Mantelwand des Näpfchens nach aussen so weit vorsteht, als der Wandstärke des herzustellenden Hohlkörpers entspricht, und dass ferner das .so gebildete Näpfchen zwi schen Pressstempel und Ziehring eingelegt wird,
zwischen denen der der erwähnten Wandstärke entsprechende Abstand besteht und wobei die Bodenfläche des Pressstempels genau gegenüber der für das Fliessen des <I>Materials</I> massgebenden Arbeitskante des Ziehringes zu liegen kommt, worauf durch Absenken des Stempels der Spritzvorgang erfolgt. Zweckmässigerweise erhält das Näpf chen bei der Vorformung am obern Rand eine Zentrierfläche für den Pressstemlpel und am untern Rand eine Zentrierfläche für den Ziehring.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass der Pressstempel am wirksamen Ende drei Ansätze aufweist, von denen der vorderste zylindrisch, der daran anschliessende konisch erweitert und der an diesen anschliessende zylindrisch ausgebildet ist, und dass der Ziehstempel in einem Füh- runb körper auf und ab bewegbar ist, der einen Ziehring mit einer Abschrägung be sitzt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung, sowie die zu dessen Durchführung vorge sehene Einrichtung seien an Hand eines Bei spiels auf Grund der beiliegenden Zeichnun gen erläutert: Fig. 1-ä zeigen die Herstellung des Näpfchens, während Fig. 4-7 die Herstellung des Hohlkör pers aus dem Näpfchen veranschaulichen. Gemäss der in Fig. 1 dargestellten Aus führung ist der Pressstempel 1 in einem Füh- rungskörper 2 auf und ab bewegbar ange ordnet.
Der Pressstempel 1 besitzt in seinem untern Teil die Abschrägung 3 und den Ab satz 4, die für die Innenformung des Näpf chens massgebend sind. Der untere Stempel 5, der im Führungskörper 6 auf und ab beweglich gelagert ist, weist eine obere Bo denfläche 7 auf, die zur Prägung des Näpf- chenbodens dient. Auf den Körper 6 ist in auswechselbarer Weise ein weiterer Körper 8 aufsetzbar, der die Abschrägung 8a besitzt und dessen Innenwand 8b zur seitlichen Be grenzung des Näpfchens dient, welches in Fig. 3 in seiner endgültigen Form darge stellt ist.
In Fig. 1 ist der zum Näpfchen zu for mende Rohling 10 gezeigt, der zwischen dem obern Stempel 1 und dem untern Stempel 5 in den Körper 8 eingelegt ist. Durch rela tives Zusammenpressen der beiden Stempel 1 und 5 erfolgt die Formung des Näpfchens, wobei die Abschrägung 3 des- Stempels 1 die Zentrierfläche 9a und der Absatz 4 die Sen kung 9b im Näpfchen erzeugen.
Die Fläche 7 des untern Stempels 5 formt den profilier ten Boden 9c des Näpfchens, während die Abschrägung 8a der Pressmatrize 8 die untere Zentrierfläche 9d am Näpfchen formt. Das Material kann fast bis zum Schluss gut durch den Umfangsspalt nach oben in die Napf wandung abfliessen, da der Spalt genügend breit bleibt, um ein Wandern des Materials aus dem Boden in die Mantelwand zu er lauben.
Die Stärke der Näpf chenwandung wird bestimmt durch den Abstand der Innenwan dung des Ziehringes 8 vom Stempelabsatz 4: sie ist massgebend für die Länge des aus dem Näpfchen erzeugten Hohlkörpers. Zwischen den Körpern 8 und 2 befindet sich der mit der Ausnehmung 11 versehene Schieber l zum Einführen des Rohlings und Ausräu men des Näpfchens.
Der ringförmige Fussrand des N'äpfchen- bodens steht in Richtung senkrecht zur Näpfchenäehse nach aussen so weit über die Innenfläche der Mantelwand des Näpfchens vor, als der Wanddicke des herzustellenden Hohlkörpers entspricht.
Das in der vorstehend erläuterten Weise geformte Näpfchen wird nun in die eigent liche Press- hezw. Spritzeinrichtung einge setzt (Fib. 5).
Diese Einrichtung ist ähnlich aufgebaut wie diejenige zur Formung der Näpfchen 9. Auch hier sind ein Führungskörper 6' und ein Aufsatz 8'- der eigentliche Ziehring vorgesehen, welch letzterer die Schrääfläche 8a besitzt. Der Pressstempel 1' weist ausser dem Luftkanal die Schrägfläche 3' auf. Das Näpfchen 9 kommt mit seiner untern Zen trierfläche 9d (Fig. 3) auf die Schräge 8a des Ziehringes 8' zu liegen, während die Schräge 3' des Stempels 1' beim Hinunter führen desselben sich auf die Zentrie.rfläche 9a auflegt.
(Vergleiche auch Fig. 4a.) Beim Niederdrücken des Stempels 1' wird das Material der Wandung des Näpfchens 9 durch den zwischen der Ziehkante 8a und dem Stempelabsatz 4' verbleibenden Raum hindurchgedriickt (Fig. 4a), wobei schliess lich der in den Fig. 6 und 7 gezeigte Hohl körper 14 mit dem Boden 15 entsteht.
Am obern Teil des Hohlkörpers wird ein Bördelrand 16 freigelassen, dessen Aus ladung der Wandstärke des Näpfchens ent spricht.
Beim eigentlichen Arbeitsvorgang zum Herstellen des Hohlkörpers aus dem Näpf chen geht der Materialfluss nvischen Zieh kante 8a und Stempelteil 4' vor sich (Fig. 4 und 4a);
dabei ist der Teil 4' so lang, da.ss das Material richtig geführt wird. Der Press- stempel 1' bewegt sich in der Pressrichtung bis zum Presstotpunkt. Dieser ist so einge stellt, dass der Bördelkra^en 16 noch genü- gencle Festigkeit besitzt, um zum Anbördeln eines Deckels zu dienen. Die Wandstärken können auf diese Weise sehr dünn gehalten werden.
Je, mach,derBesch:affenheitdesZVerk- zeuges, z. B. nach einem gewissen Verschleiss desselben, können die Wandun-en der Hohl körper etwas @lärl;er werden. wodurch -für ein gegebenes Wandvol.iimen des Näpfchens die Dosenlänge verkürzt wird.
Es muss nun der Bördelränd 1,6 dünner -ausgepresst =wer den, um die normale Dosenlänge zu erhal ten., was entweder durch Vorstellen des kur zen Pressstempels geschieht, oder - aber es wird am Auswerfer ein Federbolzen:
vorge sehen, der ein Ventil am Oberstempelschlit- ten öffnet, so däss ein hinter dem Pressstem- pel vorgesehenes Flüssigkeitskissen oder der gleichen seines Inhaltes entlastet wird, wo durch der Pressstempel seinen Pressweg unter bricht.
Auf diese Weise werden. gleich hohe Dosen erzielt. Beim Zurückgehen des Pressstempelschlit- tens wird das hydraulische oder auch pneu matische Kissen wieder aufgefüllt und das Ventil selbsttätig wieder geschlossen. Auf diese Weise können sehr grosse Längen er zeugt werden. So kann z. B. bei einem Durchmesser von 50 mm eine Länge von mehr als l m erreicht werden. Es ist also auch die Herstellung von Dosen aus belie bigen Profilen und beliebiger Länge möglich.
Bei der Vorformung des Näpfchens ist das Kaltspritzverfahren gegenüber den bis herigen Verfahren bedeutend vereinfacht, indem nur ein kurzer Stempel erforderlich ist und der Druck sich auf denjenigen be schränkt, der nötig ist, um das Material durch eine dünne Ziehrinne hindurchzudrük- ken. Der Druck wird in senkreohter Rich tung - über die Zentrierfläche 9a, 9d - auf die Wandung 9 des Näpfchens ausgeübt und nicht wie bisher auf die dicke Bodenfläche. Hierdurch wird ermöglicht, sehr lange Hohl körper, z.
B. für Dosen, mit genauen Boden partien zu pressen, ohne dass die Werkzeuge infolge Verschleiss durch zu hohe Drücke beeinträchtigt werden. Das Näpfchen, des sen Erzeugung gegenüber den bekannten Kaltspritzverfahren lediglich einen Bruch teil des dortigen Druckes benötigt, kann auch mit einem ganz kurzen Stempel hergestellt werden.
Das Verfahren eignet sich für die Her stellung von Hohlkörpern (Hülsen, Dosen und dergleichen) beliebigen Querschnittes und aus beliebigem Stoff, insbesondere aus Metallen und Metallegierungen. Es können auch Verstärkungen und Rippen am-Umfang oder im Innern der betreffenden Ilöhlkörper vorgesehen sein.
Für das eigentliche Spritzve fahren kön nen die -wesentliQhen- Teile., =die -für die Vor- f-ermung ' des @ Rohlings gebraucht werden, Verwendung finden.
Auf den Führungskörper 6 bezw. 6' kann der eigentliche Ziehring 8 bezw. 8' aufsetz- und auswechselbar angeordnet sein, um mit tels ein und derselben Gesamteinrichtung verschiedenartige Querschnitte von Hohlkör pern mit verschiedenen. Wandstärken her stellen zu können.
Es sei noch erwähnt, dass der Stempel l' in der Achse ein Luftloch aufweist, damit die Hülse beim Pressen nicht durch ein Va kuum deformiert werden kann.
Process and device for cold spraying hollow bodies. The invention relates to a drive and a device for Kaltsprit zen of hollow bodies.
The method according to the invention consists in the fact that the blank is formed into a cup with an annular base edge which protrudes outward in the direction perpendicular to the cup axis relative to the inner surface of the shell wall of the cup as far as the wall thickness of the hollow body to be produced , and that the cup thus formed is inserted between the press die and the drawing ring,
between which there is the distance corresponding to the wall thickness mentioned, and where the bottom surface of the press ram comes to lie exactly opposite the working edge of the drawing ring, which is decisive for the flow of the <I> material </I>, whereupon the injection process takes place by lowering the ram. The cup expediently receives a centering surface for the pressing die on the upper edge and a centering surface for the drawing ring on the lower edge.
The device according to the invention for carrying out the method is characterized in that the press ram has three lugs at the active end, of which the foremost cylindrical, the adjoining conical flared and the adjoining this is cylindrical, and that the drawing punch in one The guide body can be moved up and down and has a draw ring with a bevel.
The method according to the invention, as well as the device provided for its implementation, are explained on the basis of a case example on the basis of the accompanying drawings: Fig. 1-a show the production of the cup, while Fig. 4-7 the production of the Hohlkör pers illustrate from the cup. According to the embodiment shown in FIG. 1, the ram 1 is arranged in a guide body 2 so that it can be moved up and down.
The ram 1 has in its lower part the bevel 3 and the paragraph 4, which are authoritative for the inner shaping of the Näpf chens. The lower punch 5, which is mounted so as to be movable up and down in the guide body 6, has an upper bottom surface 7 which is used to emboss the bottom of the cup. On the body 6, a further body 8 can be placed in an interchangeable manner, which has the bevel 8a and the inner wall 8b serves to limit the side loading of the cup, which is Darge in Fig. 3 in its final form.
In Fig. 1 of the cup to be for Mende blank 10 is shown, which is inserted between the upper punch 1 and the lower punch 5 in the body 8. By rela tive compression of the two stamps 1 and 5, the formation of the cup takes place, the bevel 3 of the stamp 1, the centering surface 9a and the paragraph 4, the Sen effect 9b in the cup.
The surface 7 of the lower punch 5 forms the profiled bottom 9c of the cup, while the bevel 8a of the press die 8 forms the lower centering surface 9d on the cup. The material can flow well through the circumferential gap upwards into the cup wall almost to the end, since the gap remains wide enough to allow the material to migrate from the bottom into the shell wall.
The thickness of the cup wall is determined by the distance between the inner wall of the drawing ring 8 and the punch shoulder 4: it is decisive for the length of the hollow body produced from the cup. Between the bodies 8 and 2 is provided with the recess 11 slide l for inserting the blank and Ausräu men the cup.
The ring-shaped foot edge of the cup base protrudes outwardly in the direction perpendicular to the cup surface beyond the inner surface of the shell wall of the cup, as corresponds to the wall thickness of the hollow body to be produced.
The well formed in the manner explained above is now in the actual press hezw. Spray device is used (Fig. 5).
This device is constructed similarly to that for forming the cups 9. Here, too, a guide body 6 'and an attachment 8'-the actual drawing ring are provided, the latter having the inclined surface 8a. In addition to the air duct, the ram 1 'has the inclined surface 3'. The cup 9 comes to rest with its lower Zen trier surface 9d (Fig. 3) on the slope 8a of the drawing ring 8 ', while the slope 3' of the stamp 1 'when it leads down lies on the Zentrie.rfläche 9a.
(Compare also Fig. 4a.) When the stamp 1 'is pressed down, the material of the wall of the cup 9 is pushed through the space remaining between the pulling edge 8a and the stamping heel 4' (Fig. 4a), with the last Lich shown in Figs. 6 and 7 shown hollow body 14 with the bottom 15 is formed.
At the upper part of the hollow body, a bead 16 is left free, the charge from the wall thickness of the cell speaks ent.
During the actual work process for producing the hollow body from the cup, the flow of material takes place between the drawing edge 8a and the punch part 4 '(FIGS. 4 and 4a);
part 4 'is so long that the material is guided correctly. The press ram 1 'moves in the pressing direction up to the press dead center. This is set in such a way that the flanging collar 16 still has sufficient strength to be used for flanging a cover. The wall thicknesses can be kept very thin in this way.
Je, do, derBesch: affinity of the Z tool, e.g. B. After a certain amount of wear and tear, the walls of the hollow body can become somewhat annoying. whereby -for a given wall volume of the cell the length of the can is shortened.
The flanged edge must now be 1.6 thinner - pressed out = in order to obtain the normal can length. This is done either by advancing the short press plunger, or - however, a spring bolt is attached to the ejector:
provided that opens a valve on the upper punch slide, so that a liquid cushion provided behind the press ram or the same of its contents is relieved, where the press ram interrupts its pressing path.
Be that way. equally high doses achieved. When the ram slide moves back, the hydraulic or pneumatic cushion is refilled and the valve is automatically closed again. In this way, very long lengths can be generated. So z. B. with a diameter of 50 mm a length of more than 1 m can be achieved. So it is also possible to manufacture cans from any profile and any length.
When preforming the cup, the cold spray process is significantly simplified compared to the previous process, in that only a short punch is required and the pressure is limited to that which is necessary to push the material through a thin drawing channel. The pressure is in vertical direction - via the centering surface 9a, 9d - exerted on the wall 9 of the cup and not as before on the thick bottom surface. This makes it possible to use very long hollow bodies, e.g.
B. for cans, with precise bottom parts to press without the tools are affected by wear and tear by excessive pressures. The cell, whose generation only requires a fraction of the pressure there compared to the known cold spraying process, can also be produced with a very short stamp.
The method is suitable for the manufacture of hollow bodies (sleeves, cans and the like) of any cross-section and from any material, in particular from metals and metal alloys. Reinforcements and ribs can also be provided on the circumference or in the interior of the hollow body in question.
For the actual injection molding process, the essential parts, which are needed for pre-marking the blank, can be used.
On the guide body 6 respectively. 6 'the actual drawing ring 8 respectively. 8 'be placed on and interchangeably arranged to with means of one and the same overall device different cross-sections of Hohlkör pern with different. To be able to produce wall thicknesses.
It should also be mentioned that the punch 1 'has an air hole in the axis so that the sleeve cannot be deformed by a vacuum during pressing.