Verfahren zum Fliesspressen von Hohlkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fliesspressen von Hohlkörpern mit abgestuften Wänden, insbesondere Zündkerzengehäusen. Solehe Hohlkörper müssen sehr fest und dicht sein; man stellt sie deshalb meist aus dem Vollen durch spanabhebende Bearbeitung her. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, sie fliesszupressen, um eine wirtschaftlichere Fer tigungsweise zu erhalten; dabei warde das Fliesspressen in mehreren Schritten ausge führt und dazwischen das Werkstück geglüht.
Es zeigte sieh jedoch, dass dieses analog an dern Pressvorgängen aufgebaute Verfahren nicht befriedigte: trotz des Zwischenglühens traten an kritischen Stellen, besonders den Abstufungen der Hohlkörper, Risse oder Doppelungen auf und die Teile wurden un brauchbar. Neben umständlichen Transport wegen, Maschinen- und Ofeneinrichtungen war dabei ein grosser Energiebedarf für die Fliesspress-Arbeitsgänge nicht zu vermeiden.
Es ist nun gelungen, nach der Erfindung alle diese Nachteile dadurch zu vermeiden, dass ein zylindrischer Hohlkörper hergestellt wird, welcher dann im gleichen Arbeitsgang auf einer Seite auf einen grösseren Durchmesser, insbesondere in Sechskantform, auf der andern Seite durch Fliesspressen auf eine grössere Länge gebracht wird, worauf er noch fertig kalibriert wird. Es hat sich gezeigt, dass der Werkstoff bei dieser weitgehenden Verfor mung gut fliesst, nicht abreisst. und sich nicht übereinanderschiebt.
Einmal ins Fliessen ge bracht, kann er sehr stark verformt werden mit geringerem Kraftaufwand, als es bisher möglich war, und kann auch Erweiterungen ausfüllen, die über den ursprünglichen Durch messer hinausgehen. Da die Zahl der Arbeits gänge und der Kraftbedarf geringer sind, kön nen die Hohlkörper ohne weiteres auf einer Stufenpresse hergestellt werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und eines ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildenden Werkzeuges ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt, teilweise im Schnitt und mit den zugehörigen Werkzeugen: Fig. 1 einen Rohling, Fig. 2 einen vor gelocbten, Fig. 3 einen gelochten Hohlkörper, Fig. 4 einen fliessgepressten und Fig. 5 einen kalibrierten Hohlkörper.
Als Rohling dient ein runder Stangen abschnitt 1 (Fig. 1), der in eine Matrize eingelegt und von einem konischen Stempel 3 vorgelocht wird (Fig. 2). Der Innenkonus 4 des Loches hat einen Flankenwinkel 5 (halben Keilwinkel) unter 10 , vorzugsweise von etwa. 5 . In den Boden des Rohlings wird gleich zeitig eine Ausnehmung 6 gepresst mit einem auch als Auswerfer dienenden Stempel 7, fer ner eine äussere Abschrägung 8 an der Aussen kante.
Im nächsten Arbeitsgang (Fig. 3) wird der nunmehr napfförmige Rohling in einer Ma- trize 9 mit Hilfe eines Stempels 10 gelocht, so dass ein im wesentlichen zylindrischer Hohl körper 11 entsteht. Der abgescherte Butzen 12 fällt nach unten.
Der Hohlkörper 11 wird nun in eine Ma trize 13 gesteckt (Feg. 4). Diese ist in ihrem Oberteil sechskantig ausgearbeitet mit einem den Durchmesser des Hohlkörpers übersteigen den Eckenmass, und besitzt einen kegeligen Absatz 14, gegen den sich der Hohlkörper mit der Abschrägung 8 legt. Ein Stempel 15 wird nun in den Hohlkörper 11 gesenkt; sein Ansatz 16 ragt über den Absatz 14 hinaus, ehe der Werkstoff zu fliessen anfängt. Der Stempel 15 wird dann so stark auf den Hohlkörper 11 gedrückt, dass dieser plastisch wird. Ein Teil des Hohlkörpers fliesst daher durch den Ring raum zwischen Ansatz 16 und Matrize 13 nach unten; dabei bleibt der Werkstoff auch an der schwer zu beherrschenden Stelle in der Nähe des Absatzes 14 dicht.
Gleichzeitig fliesst auch ein Teil des Werkstoffes nach oben und füllt den Sechskant der Matrize 13 von unten her aus. Der auf diese Weise fast völlig ins Fliessen geratene Werkstoff setzt seiner Ver formung weniger Widerstand entgegen als beim Fliessen nur in einzelnen, nacheinander abwechselnden Bereichen. Man erhält nach diesem Fliesspress-Arbeitsgang einen Gehäuse- Rohling 17, der von einem Auswerfer 18 aus der Matrize 13 entfernt wird. Er hat bereits etwa die Länge und die sonstigen Masse des fertigen Gehäuses.
Die Richtung der Fliess bewegung des Werkstoffes hängt ausser von der Bemessung der Werkzeuge auch von dem Flankenwinkel des Loches im Rohling ab.
Der kommt schliesslich in eine Matrize 19, in welcher er mit Hilfe eines Stempels 20 kalibriert wird (Feg. 5). Das so entstandene Gehäuse 21 besitzt fasst überall die endgültigen Masse, nur an seinen Enden sind noch kleine Fortsätze 22 und 23, die naeh- her abgedreht werden. Sie entstehen durch die in gewissen Grenzen zugelassenen Gewichts abweichungen der Rohlinge 1. Der oben lie gende Fortsatz 22 bildet sieh in Achsriehtung des Gehäuses um eine Verstärkung 24 des Stempels 20, der unten liegende Fortsatz 23 entsteht radial in dem Zwischenraum zwischen dem Stempel 20 und einem Auswerfer 25.
Die Verstärkung 24 ist etwas dünner als die Schlüsselweite des Sechskantes. Das von dem Auswerfer ausgestossene Gehäuse wird nur noch an seinen Enden bearbeitet.
Es empfiehlt sich, den Rohling 1 vor dem Vorlochen zu glühen und zu bondern, um das Fliessen zu begünstigen. Auch vor dem Kali brieren kann ein Zwischenglühen eingelegt werden.
Als Werkstoff für die Hohlkörper eignet sich besonders unlegierter Stahl mit weniger als 0,1% Kohlenstoff.
Es ist auch möglich, den zylindrischen Hohlkörper nur auf seiner Unterseite fliess zupressen, in seinem Oberteil aber auf den ge wünschten grösseren Durchmesser (beispiels weise das Eekenmass des Sechskantes) allzu stauchen. Statt des einen Absatzes im untern Teil des Gehäuses können auch mehrere Ab sätze vorgesehen sein, die ebenfalls beim Fliess pressen in einem Arbeitsgang hergestellt wer den können.
Die geschilderten Arbeitsgänge lassen siele auf einer Stufenpresse ausführen, so dass eine sehr wirtschaftliche Herstellung der Gehäuse möglich wird. Auf fünf Stufen einer solchen Presse kann die ganze Herstellung einschliess lich des Abs cherens des Rohlings 1 vor sieh gehen. Es ist auch möglich, den Rohling auf andere Weise, wie z. B. durch Ausstanzen, Ab drehen usw., herzustellen.
Method for extrusion molding of hollow bodies The invention relates to a method for extrusion molding of hollow bodies with stepped walls, in particular spark plug housings. Hollow soles must be very solid and tight; they are therefore usually produced from the solid by machining. It has also been proposed to extrude it in order to obtain a more economical production method; the extrusion was carried out in several steps and the workpiece was annealed in between.
It showed, however, that this process, which was set up in the same way as in the other pressing processes, was unsatisfactory: despite the intermediate annealing, cracks or doubling occurred at critical points, especially the gradations of the hollow bodies, and the parts became unusable. In addition to cumbersome transport routes, machine and furnace equipment, a large amount of energy for the extrusion processes could not be avoided.
It has now been possible, according to the invention, to avoid all of these disadvantages by producing a cylindrical hollow body, which is then brought to a larger diameter on one side, in particular in a hexagonal shape, on the other side by extrusion to a greater length in the same operation whereupon it is calibrated completely. It has been shown that with this extensive deformation the material flows well and does not tear off. and does not overlap.
Once it has started flowing, it can be deformed very much with less effort than was previously possible, and it can also fill in extensions that go beyond the original diameter. Since the number of work courses and the power requirement are lower, the hollow bodies can be easily produced on a transfer press.
An embodiment of the method and a tool also forming the subject of the invention is shown in the drawing. It shows, partly in section and with the associated tools: FIG. 1 a blank, FIG. 2 a pre-yellowed, FIG. 3 a perforated hollow body, FIG. 4 an extruded and FIG. 5 a calibrated hollow body.
A round rod section 1 (Fig. 1), which is inserted into a die and prepunched by a conical punch 3 (Fig. 2), serves as the blank. The inner cone 4 of the hole has a flank angle 5 (half wedge angle) less than 10, preferably of about. 5. At the same time, a recess 6 is pressed into the bottom of the blank with a punch 7 that also serves as an ejector, and an outer bevel 8 on the outer edge.
In the next operation (FIG. 3), the now cup-shaped blank is perforated in a die 9 with the aid of a punch 10, so that a substantially cylindrical hollow body 11 is created. The sheared slug 12 falls down.
The hollow body 11 is now inserted into a Ma trize 13 (Fig. 4). This is hexagonal in its upper part with a diameter of the hollow body exceeding the corner dimension, and has a conical shoulder 14 against which the hollow body with the bevel 8 rests. A punch 15 is now lowered into the hollow body 11; its approach 16 protrudes beyond paragraph 14 before the material begins to flow. The punch 15 is then pressed so strongly onto the hollow body 11 that it becomes plastic. Part of the hollow body therefore flows through the annular space between the projection 16 and die 13 downwards; the material remains tight even at the difficult-to-control point near the shoulder 14.
At the same time, part of the material also flows upwards and fills the hexagon of the die 13 from below. The material, which has almost completely flowed in this way, offers less resistance to its deformation than when it flows only in individual, successively alternating areas. After this extrusion process, a housing blank 17 is obtained, which is removed from the die 13 by an ejector 18. It already has about the length and other dimensions of the finished case.
The direction of the flow of the material depends not only on the dimensioning of the tools but also on the flank angle of the hole in the blank.
This finally comes into a die 19, in which it is calibrated with the aid of a stamp 20 (Fig. 5). The housing 21 created in this way holds the final mass everywhere, only at its ends are there small extensions 22 and 23 which are turned off closer. They arise from the weight deviations permitted within certain limits of the blanks 1. The upper lying extension 22 forms see in Achsriehtung the housing to a reinforcement 24 of the punch 20, the extension 23 below is created radially in the space between the punch 20 and a Ejector 25.
The reinforcement 24 is slightly thinner than the width across flats of the hexagon. The housing ejected by the ejector is only machined at its ends.
It is advisable to anneal and bond the blank 1 before pre-punching in order to promote flow. Intermediate annealing can also be carried out before calibration.
A particularly suitable material for the hollow bodies is unalloyed steel with less than 0.1% carbon.
It is also possible to compress the cylindrical hollow body only on its underside, but to compress it too much in its upper part to the larger diameter desired (for example, the Eekenmass of the hexagon). Instead of a paragraph in the lower part of the housing, several paragraphs can also be provided, which can also be produced in one operation during flow molding.
The work steps described can be carried out on a transfer press, so that the housing can be manufactured very economically. In five stages of such a press, the entire production, including the securing of the blank 1, can go ahead. It is also possible to use the blank in other ways, e.g. B. by punching, turning from, etc. to produce.