DE10042896B4

DE10042896B4 - Verfahren zum Herstellen eines Ringelements

Info

Publication number: DE10042896B4
Application number: DE10042896A
Authority: DE
Inventors: Takashi Toyota Suzumura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: JP2001071051A; JP3671760B2; DE10042896A1; US6339948B1

Abstract

Verfahren zum Herstellen von zumindest einem Ringelement (30) aus einem zylindrischen Element (32, 122) mit den folgenden Schritten:
– Aufbringen einer Kraft auf das zylindrische Element (32, 122) in einer axialen Richtung, um dadurch eine plastische Verformung an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes (32, 122) so zu bewirken, dass sich ein Flansch (39; 154) in einer radialen Richtung an diesem axialen Endabschnitt des zylindrischen Elementes (32, 122) ausbildet; und
– Bewirken eines Schervorgangs an dem Flansch (39, 154) zum Herausstanzen des Ringelementes (30).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von zumindest einem Ringelement aus einem zylindrischen Element.

Es sind verschiedene Verfahren zum Herstellen eines vorstehend beschriebenen Ringelements möglich. Eines dieser bekannten Verfahren umfasst einen Stanzvorgang und einen Lochvorgang. Bei diesem Verfahren wird ein von einer Streifenrolle gelieferter Streifen 10 gestanzt, indem eine Vielzahl an Werkstücken in der Form kreisartiger Platten 12 herausgestanzt wird, während der Streifen 10 zugeführt wird, wie dies in 1A gezeigt ist. Jede kreisartige Platte 12 hat den gleichen Außendurchmesser und das gleiche Außenprofil wie das erwünschte herzustellende Ringelement 14. In der linken Hälfte von 1B (an der linken Seite der in der Zeichnung gezeigten Strichpunktlinie) ist die kreisartige Platte 12 im Querschnitt gezeigt. Die kreisartige Platte 12 wird einem Lochvorgang unterworfen, um den radial inneren Abschnitt von ihr zu entfernen, um dadurch das Ringelement 14 zu erhalten, das in der rechten Hälfte der 1B im Querschnitt gezeigt ist. Der Durchmesser des radial inneren Abschnittes, der durch das Lochen entfernt wird, ist dem Innendurchmesser des Ringelements 14 gleich. Jedoch liefert das vorstehend beschriebene Verfahren, das das Stanzen und das Lochen umfasst, eine außerordentlich geringe Ausstoßrate.

Ein anderes bekanntes Verfahren zum Herstellen eines Ringelements umfasst einen Stanzvorgang, einen Zusammendrückvorgang und einen Lochvorgang. Bei diesem Verfahren wird der Streifen 10 zunächst mittels eines Stanzvorgangs bearbeitet, indem eine Vielzahl an Werkstücken herausgestanzt wird, die ebenfalls die Form von kreisartigen Platten 18 haben, von denen jede einen kleineren Außendurchmesser als das herzustellende erwünschte Ringelement 16 hat, wie dies in den 2A bis 2C gezeigt ist. In der linken Hälfte von 2B (an der linken Seite einer in der Zeichnung gezeigten Strichpunktlinie) ist die kreisartige Platte 18 im Querschnitt gezeigt. Danach wird die kreisartige Platte 18 einem Zusammendrückvorgang unterworfen, um ihren radial inneren Abschnitt zusammenzudrücken, wie dies in der rechten Hälfte von 2B gezeigt ist, um dadurch die Dicke des radial inneren Abschnittes zu verringern und den Durchmesser der kreisartigen Platte 18 auf den Außendurchmesser des Ringelements 16 zu vergrößern. Schließlich wird die zusammengedrückte kreisartige Platte 18 einem Lochvorgang unterworfen, um ihren radial inneren Abschnitt zu entfernen, wodurch das Ringelement 16 entsteht, das in der rechten Hälfte von 2C im Querschnitt gezeigt ist. Der Durchmesser des durch das Stanzen zu entfernenden inneren Abschnittes ist dem Innendurchmesser des Ringelementes 16 gleich. Dieses Verfahren stellt einen vergleichsweise hohen Härtegrad des Ringelementes 16 aufgrund des Zusammendrückvorgangs an der kreisartigen Platte 18 sicher, was zu einer verbesserten Festigkeit des aus dem Ringelement 16 herzustellenden Erzeugnisses führt. Des Weiteren stellt dieses Verfahren eine höhere Ausstoßrate als das Verfahren nach den 1A und 1B sicher. Jedoch ist die Ausstoßrate bei dem Verfahren nach den 2A bis 2C immer noch unzureichend. Des Weiteren kann dieses Verfahren nicht bei einem Streifen (einem Rohlingsblech) mit einer vergleichsweise geringen Dicke angewendet werden.

Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Herstellen eines Ringelements umfasst einen Rollenbiegevorgang eines Streifens. Genauer gesagt werden unter Bezugnahme auf die 3A bis 3C eine Vielzahl an in 3A im Querschnitt gezeigten schmalen Streifen 20, die jeweils eine relativ geringe Breite haben, aus dem Streifen 10 ausgebildet. Jeder schmale Streifen 20 wird durch ein Rollenbiegen zu einem ringartigen Element ausgebildet. Das somit erhaltene ringartige Element hat einen Spalt 22, wie dies in 3B gezeigt ist. Schließlich wird das ringartige Element einem Abdichtvorgang oder einem Schweißvorgang an dem Spalt 22 unterworfen, um dadurch ein Ringelement 24 auszubilden, wie es in 3C gezeigt ist. Dieses Verfahren stellt eine bedeutend verbesserte Ausstoßrate sicher. Durch das Vorhandensein des Spaltes 22 an dem Ringelement 24 leidet dieses Verfahren jedoch an einer geringen Festigkeit des aus dem Ringelement 24 herzustellenden Erzeugnisses. Des Weiteren kann das Verfahren nicht bei einem Streifen mit einer vergleichsweise großen Dicke angewendet werden.

Die US 4 590 780 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von zumindest zwei Ringelementen in einem mehrstufigen Arbeitszyklus. Dabei wird ein Stangenmaterial in einzelne Abschnitte geschert, welche dann umgeformt werden, so dass die entstandenen Elemente einen Innenring, einen Außenring und einen Zwischenring aufweisen, der den Innenring und den Außenring miteinander verbindet. Dabei sind der Innenring, der Außenring und der Zwischenring koaxial zueinander. In zwei aufeinanderfolgenden Stanzschritten werden der Innenring, der, Außenring und der Zwischenring voneinander getrennt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das ein Herstellen eines Ringelementes mit einer ausreichend hohen Ausstoßrate und mit verringerten Einschränkungen in Bezug auf den Durchmesser und in Bezug auf die Dicke des Ringelementes ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der auf den Patentanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

Bei dem Verfahren der Erfindung wird eine Kraft auf das zylindrische Element in einer axialen Richtung so aufgebracht, dass eine plastische Verformung an einem Endabschnitt bewirkt wird, so dass sich ein Flansch an diesem axialen Endabschnitt in einer radialen Richtung des zylindrischen Elementes ausbildet. Bei dem darauf folgenden Schritt wird der Flansch einem Schervorgang unterworfen, um das erwünschte Ringelement herauszustanzen. Daher ermöglicht die Erfindung ein Herstellen eines Ringelementes mit einer verringerten Einschränkung in Bezug auf die Größe und die Dicke des Ringelementes.

Bei einer ersten bevorzugten Form der Erfindung werden mehrere Ringelemente aufeinanderfolgend aus dem zylindrischen Element derart ausgebildet, dass der Schritt des Aufbringens einer Kraft an dem zylindrischen Element und der Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs wiederholt ausgeführt werden, nachdem das erste Ringelement herausgestanzt worden ist. Bei diesem Beispiel wird das zylindrische Element, dessen Flansch dem Schervorgang zum Herausstanzen eines Ringelements unterworfen worden ist, der plastischen Verformung derart unterwarfen, dass der sich radial erstreckende Flansch erneut ausgebildet wird, und dieser Flansch erneut einem Schervorgang unterworfen wird, um das nächste Ringelement herauszustanzen. Das Verfahren gemäß der vorliegenden bevorzugten Form der Erfindung stellt eine relativ hohe Ausstoßrate an Ringelementen sicher.

Bei einer zweiten bevorzugten Form dieser Erfindung weist das Verfahren des Weiteren einen Schritt zum Vorbereiten des zylindrischen Elementes auf, das eine zylindrische Wand und einen nach innen weisenden Flansch an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte der zylindrischen Wand hat, wobei der nach innen weisende Flansch durch eine plastische Verformung ausgebildet wird, wobei das zylindrische Element derart ausgebildet wird, dass der nach innen weisende Flansch sich radial von der zylindrischen Wand nach innen erstreckt, und wobei der durch die plastische Verformung ausgebildete nach innen weisende Flansch einer weiteren plastischen Verformung bei dem Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element und dem Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs unterworfen wird. Bei diesem Aufbau wird der nach innen weisende Flansch zunächst einer plastischen Verformung unterworfen, wenn das zylindrische Element mit diesem nach innen weisenden Flansch ausgebildet wird, und er wird erneut der plastischen Verformung mit einer Kraft in axialer Richtung unterworfen, die auf das zylindrische Element derart aufgebracht wird, dass das Material des entsprechenden axialen Endabschnittes des zylindrischen Elementes in die radial nach innen weisende Richtung der zylindrischen Wand fließt. Demgemäß hat das aus dem nach innen weisenden Flansch herausgestanzte Ringelement eine erhöhte Festigkeit.

Bei einem vorteilhaften Aufbau der zweiten bevorzugten Form der Erfindung wird das zylindrische Element mit dem nach innen weisenden Flansch durch die weiteren folgenden Schritte ausgebildet: Bearbeiten eines Streifens mittels eines Stanzvorgangs zum Herausstanzen einer kreisartigen Platte; Bearbeiten der kreisartigen Platte mittels eines Ziehvorgangs zum Erzeugen eines zylindrischen Behälters, der aus der zylindrischen Wand und einer Bodenwand an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte der zylindrischen Wand besteht; und Bearbeiten der Bodenwand mittels eines Stanzvorgangs zum Ausbilden einer Öffnung durch die Bodenwand, um dadurch den nach innen weisenden Flansch derart auszubilden, dass die Öffnung ein Profil hat, das dem Innenprofil des Ringelementes ähnlich ist. Dieser Aufbau ermöglicht ein Herstellen der Ringelemente aus einem Rohling in der Form eines Streifens mit einer höheren Ausstoßrate.

Bei einer dritten bevorzugten Form dieser Erfindung weist das Verfahren des Weiteren einen Schritt zum Vorbereiten des zylindrischen Elementes auf, das eine zylindrische Wand und einen nach außen weisenden Flansch an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte der zylindrischen Wand hat, wobei der nach außen weisende Flansch durch eine plastische Verformung ausgebildet wird, wobei das zylindrische Element derart ausgebildet wird, dass der nach außen weisende Flansch sich radial von der zylindrischen Wand nach außen erstreckt, und wobei der durch eine plastische Verformung ausgebildete nach außen weisende Flansch einer weiteren plastischen Verformung bei dem Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element und dem Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs unterworfen wird. Diese bevorzugte Form der Erfindung hat im Wesentlichen den gleichen Vorteil wie die zweite vorstehend beschriebene bevorzugte Form der Erfindung.

Das Ringelement kann ein kreisartiges, ein elliptisches oder ein andersartiges Innen- und Außenprofil aufweisen.

Die beschriebene Aufgabe, Merkmale und Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der Erfindung werden durch die nachstehend aufgeführte detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung deutlicher.
Die 1A und 1B zeigen die Schritte eines bekannten Verfahrens zum Herstellen eines Ringelementes, wobei dieses Verfahren einen Stanzvorgang und einen Lochvorgang umfasst.
Die 2A, 2B und 2C zeigen die Schritte eines anderen bekannten Verfahrens zum Herstellen eines Ringelementes, wobei dieses Verfahren einen Stanzvorgang, einen Zusammendrückvorgang und einen Lochvorgang umfasst.
Die 3A, 3B und 3C zeigen die Schnitte eines weiteren bekannten Verfahrens zum Herstellen eines Ringelementes, wobei dieses Verfahren einen Rollenbiegevorgang eines schmalen Streifens umfasst.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ringelements.
5 zeigt ein Flussdiagramm der Schritte zum Herstellen eines zylindrischen Elementes.
Die 6A, 6B und 6C zeigen die Schritte zum Herstellen eines zylindrischen Behälters und eines aus dem zylindrischen Behälter zu erlangenden zylindrischen Elementes, wobei der zylindrische Behälter und das zylindrische Element gemäß den in dem Flussdiagramm von 5 dargestellten Schritten ausgebildet werden.
7 zeigt ein Flussdiagramm der Schritte zum aufeinanderfolgenden Herstellen von Ringelementen unter Verwendung des zylindrischen Elementes, das bei den in dem Flussdiagramm von 5 dargestellten Schritten ausgebildet wird.
8 zeigt eine Querschnittansicht einer Presse, die bei dem Schritt SB1 des Flussdiagramms von 7 verwendet wird.
9 zeigt eine Querschnittansicht einer Stanz- oder Scherpresse, die bei dem Schritt SB2 des Flussdiagramms von 7 verwendet wird.
10 zeigt eine Querschnittsansicht einer Presse, die bei dem Schritt SB1 bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
11 zeigt eine Querschnittansicht einer Presse, die bei dem Schritt SB1 bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
12 zeigt eine Querschnittansicht einer Presse, die bei dem Schritt SB2 bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
13 zeigt eine Querschnittansicht einer Presse, die bei dem Schritt SB1 bei einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 wird das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei Ringelemente 30 in der Form, wie in 4 dargestellt, aufeinanderfolgend ausgebildet werden. Jedes Ringelement 30 hat ein kreisförmiges Innenprofil und ein kreisförmiges Außenprofil und einen Innendurchmesser von 50 mm, einen Außendurchmesser von 60 mm und eine Dicke von 5 mm.
Das Ringelement 30 wird aus einem zylindrischen Element 32 ausgebildet, das wiederum aus einem zylindrischen Behälter 36 ausgebildet wird, wie dies in den 5 und 6 gezeigt ist. Ein Verfahren zum Herstellen des zylindrischen Behälters 36 ist in dem Flussdiagramm von 5 gezeigt. Zum Herstellen des zylindrischen Elementes 32 wird ein Streifen 10 bei Schritt SA1 des Flussdiagramms aus 5 mittels eines Stanzvorgangs bearbeitet, um eine Vielzahl an Werkstücken in der Form von kreisartigen Platten 34 herauszustanzen, wie dies in 6A gezeigt ist.
Es sollte verständlich sein, dass der Schritt SA1 ein Schritt des Bearbeitens eines Streifens 10 mittels eines Stanzvorgangs zum Herausstanzen einer kreisartigen Platte 34 ist. Der Durchmesser der aus dem Streifen 10 herausgestanzten kreisartigen Platten 34 wird auf der Grundlage von Versuchsdaten so bestimmt, dass eine vorbestimmte Anzahl an Ringelementen 30 aus jeder kreisartigen Platte 34 ausgebildet werden kann. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Durchmesser der kreisartigen Platten 34 so bestimmt, dass zehn Ringelemente 30 aus jeder kreisartigen Platte 34 erhalten werden.
Auf Schritt SA1 folgt Schritt SA2, bei dem die kreisartige Platte 34 einem Ziehvorgang unterworfen wird, um den zylindrischen Behälter 36 herzustellen, der an einem seiner entgegengesetzten axialen Endabschnitte geschlossen ist und an dem anderen axialen Endabschnitt offen ist. Bei Schritt SA2 wird aus der kreisartigen Platte 34 ein zylindrischer Behälter 36 erzeugt. Der zylindrische Behälter 36 besteht aus einer zylindrischen Wand 40 und einer Bodenwand 38, die einen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte der zylindrischen Wand 40 schließt, wie dies im Querschnitt in der rechten Hälfte von 6B gezeigt ist. In der linken Hälfte der 6B ist die kreisartige Platte 34 im Querschnitt gezeigt. Der Innendurchmesser des zylindrischen Behälters 36 ist um einen vorbestimmten Betrag größer als der Außendurchmesser des schließlich auszubildenden Ringelementes 30. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser des zylindrischen Behälters 36 70 mm, während der Außendurchmesser des Ringelementes 30 60 mm beträgt, wie dies in 4 gezeigt ist.
Anschließend wird der Schritt SA3 ausgeführt, um einen Lochvorgang an der Bodenwand 38 zu bewirken, so dass eine kreisartige Platte 41 herausgestanzt wird, wie dies in 6C gezeigt ist. Die kreisartige Platte 41 hat einen Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser des Ringelementes 30 gleich ist, d.h. 60 mm beträgt. Als ein Ergebnis bleibt anstelle der Bodenwand 38 ein nach innen weisender Flansch 39 zurück, der eine kreisartige Öffnung 43 hat, die einen Durchmesser von 60 mm hat, wie dies im Querschnitt in der rechten Hälfte von 6C gezeigt ist. Somit wird das zylindrische Element 32 vorbereitet, aus dem die Ringelemente 30 auszubilden sind. Daraus ist ersichtlich, dass der Schritt SA3 ein Schritt ist, bei dem durch Stanzen der nach innen weisende Flansch 39 des zylindrischen Behälters 36 und die Öffnung 43 ausgebildet werden, deren Profil dem Innenprofil des Ringelementes 30 ähnlich ist, so dass das zylindrische Element 32 hergestellt wird.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm aus 7 Schritte zum aufeinanderfolgenden Herstellen der Ringelemente 30 aus dem zylindrischen Element 32 beschrieben, das so hergestellt worden ist, wie dies vorstehend beschrieben ist. Zunächst wird Schritt SB1 mit einer Presse 42 ausgeführt, um eine Kraft in axialer Richtung (Axialkraft) auf das zylindrische Element 32 so aufzubringen, dass eine plastische Verformung des axialen Endabschnitts des zylindrischen Elementes 32 auf der Seite der Öffnung 43 derart bewirkt wird, dass das Material an diesem axialen Endabschnitt in der radial nach innen weisenden Richtung fließt, sodass der Durchmesser der Öffnung 43 verringert wird.
Der Aufbau der Presse 42 ist in 8 schematisch gezeigt. Die linke Hälfte von 8 (die linke Seite von der Strichpunktlinie in der Zeichnung) zeigt den Zustand der Presse 42 vor ihrem Betrieb, während die rechte Hälfte von 8 den Zustand der Presse 42 nach dem Bearbeiten des zylindrischen Elementes 32 mittels der plastischen Verformung an der Presse 42 zeigt.
Die Presse 42 hat eine horizontal sich erstreckende untere Platte 44 und ein unteres Werkzeug 46, das ein Werkzeugloch 48 hat, in dem das zylindrische Element 32 eingepasst wird. Die Presse 42 hat des Weiteren eine obere Platte 50, die parallel zu der unteren Platte 44 ist und die an einer nicht gezeigten Ramme verschraubt oder anderweitig befestigt ist. Die obere Platte 50 wird mit der Ramme bewegt, wenn die Ramme hydraulisch bewegt wird. An der oberen Platte 50 ist eine zylindrische Stanze 52 über einen Stanzenhalter 54 angebracht. Die ringartige Endseite der zylindrischen Stanze 52 an der Seite des unteren Werkzeugs 46 hat eine kreisartige Form, die mit der Form des zylindrischen Elementes 32 im Querschnitt identisch ist. Das heißt, die zylindrische Stanze 52 hat den gleichen Innendurchmesser und den gleichen Außendurchmesser wie das zylindrische Element 32. Die zylindrische Stanze 52 ist an der oberen Platte 50 derart angebracht, dass die Achse der Stanze 52 senkrecht zu der oberen Platte 50 steht. Die axiale Länge und der Arbeitshub der Ramme (d. h. der oberen Platte 50) werden so bestimmt, dass das untere Ende der Stanze 52 in einen Anlagekontakt mit der oberen Endseite 67 des zylindrischen Elementes 32 gebracht werden kann, das innerhalb des Werkzeugloches 48 positioniert ist.
Die obere Platte 50 hat ein mit einem Absatz versehenes Absatzloch 55, das aus einem Abschnitt 56 mit großem Durchmesser und einem Abschnitt 62 mit kleinem Durchmesser besteht, zwischen denen eine ringartige Absatzfläche 57 definiert ist. Die Presse 42 hat des Weiteren ein zylindrisches Innendruckelement 58, das durch die obere Platte 50 gestützt ist. Das heißt, das Druckelement 58 hat einen unteren Abschnitt mit großem Durchmesser, wobei der Durchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des zylindrischen Elementes 32 gleich ist, und einen oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, dessen oberer Endabschnitt sich in den Abschnitt 62 des Absatzloches 55 mit kleinem Durchmesser erstreckt. Der Abschnitt des Druckelementes 58 mit kleinem Durchmesser hat einen Durchmesser, der im Wesentlichen dem Durchmesser des Abschnittes 62 mit kleinem Durchmesser gleich ist, so dass das Druckelement 58 relativ zu der oberen Platte 50 axial gleitfähig bewegbar ist. Das Druckelement 58 ist mit einem Anschlag 60 in der Form einer kreisartigen Scheibe versehen, die an der Endseite seines Abschnittes mit kleinem Durchmesser befestigt ist. Der Anschlag 60, der den gleichen Durchmesser wie der Abschnitt 56 des Absatzloches 55 mit großem Durchmesser hat, ist in diesem Abschnitt 56 mit großem Durchmesser eingepasst. Der Abschnitt des Druckelementes 58 mit großem Durchmesser hat eine horizontale untere Endseite 63 für einen Kontakt mit der Bodenwand 38 des zylindrischen Elementes 32.
Eine Schraubenfeder 64 ist in einem ringartigen Raum zwischen der Innenumfangsfläche der zylindrischen Stanze 52 und der Außenumfangsfläche des Abschnittes des Innendruckelementes 58 mit kleinem Durchmesser derart angeordnet, dass das obere Ende der Schraubenfeder 64 in Kontakt mit der unteren Fläche der oberen Platte 50 gehalten wird, während das untere Ende der Schraubenfeder 64 in Kontakt mit der Absatzfläche zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser und dem Abschnitt des Druckelementes 58 mit kleinem Durchmesser gehalten wird. Die Schraubenfeder 64 spannt das Druckelement 58 in der nach unten weisenden Richtung d.h. zum Boden des Werkzeugloches 48 vor. Somit wird das Druckelement 58 normalerweise an Ort und Stelle mit dem Anschlag 60 gehalten, der mit der ringartigen Absatzfläche 57 unter der Vorspannkraft der Schraubenfeder 64 in Kontakt gehalten wird. Wenn die zylindrische Stanze 52 mit der oberen Platte 50 relativ zu dem unteren Werkzeug 46 nach unten bewegt wird, wird der untere Abschnitt des Abschnittes mit großem Durchmesser des Druckelementes 58 in das zylindrische Element 32 bewegt, das in dem Werkzeugloch 48 eingepasst ist, so dass das zylindrische Element 32 zu der Bodenfläche des Werkzeugloches 48 gedrängt wird. Nachdem die untere Endseite des Druckelementes 58 mit dem nach innen weisenden Flansch 39 in Kontakt gebracht worden ist, wird der Anschlag 60 von der Absatzfläche 57 mit der zusammengedrückten Schraubenfeder 64 wegbewegt, wie dies in der rechten Hälfte von 8 gezeigt ist. Es sollte verständlich sein, dass das Innendruckelement 58 und die Schraubenfeder 64 zusammenwirken, um als eine Pressvorrichtung 66 zum Halten des zylindrischen Elementes 32 in dem Werkzeugloch 48 zu wirken, während das zylindrische Element 32 zu der Bodenfläche des Werkzeugloches 48 gepresst wird.
Bei dem vorstehend aufgezeigten Schritt SB1 aus 7 wird die obere Platte 50 abgesenkt, um die zylindrische Stanze 52 in das Werkzeugloch 48 für einen Anlagekontakt mit der oberen Endseite 67 des zylindrischen Elementes 32 zu bewegen, um dadurch das zylindrische Element 32 derart axial zu pressen, dass die obere Endseite 67 um einen vorbestimmten geeigneten Abstand in der axialen Richtung abgesenkt wird. Wie dies vorstehend aufgezeigt ist, ist der Durchmesser (60 mm) der kreisartigen Öffnung 43 des zylindrischen Elementes 32 vor der plastischen Verformung bei Schritt SB1 dem Außendurchmesser des auszubildenden Ringelementes 30 gleich. Der vorstehend aufgezeigte axiale Abstand, um den die obere Endseite 67 durch die nach unten gerichtete Bewegung der Stanze 52 an der Presse 42 abgesenkt wird, wird auf der Grundlage von Versuchsdaten so bestimmt, dass der Originaldurchmesser (60 mm) der kreisartigen Öffnung 43 (Innendurchmesser des nach innen weisenden Flansches 39) auf den Innendurchmesser (50 mm) des Ringelementes 30 verringert wird. Als ein Ergebnis der Verringerung des Innendurchmessers des nach innen weisenden Flansches 39 durch die plastische Verformung des unteren Endabschnittes des zylindrischen Elementes 32 wird die Härte des zylindrischen Elementes 32 an seinem unteren Endabschnitt erhöht, dessen nach innen weisender Flansch 39 den Innendurchmesser hat, der dem Innendurchmesser des Ringelementes 30 gleich ist.
Dem Schritt SB1 der plastischen Verformung folgt Schritt SB2, bei dem der nach innen weisende Flansch 39 einem Schervorgang oder Stanzvorgang bei einer Scher- oder Stanzpresse 70 unterworfen wird, um das Ringelement 30 herauszustanzen, wie dies in der Querschnittsansicht von 9 der Scher- oder Stanzpresse 70 gezeigt ist. In der linken Hälfte von 9 (links von der Strichpunktlinie in der Zeichnung) ist das zylindrische Element 32 vor dem Schervorgang zum Herausstanzen des Ringelementes 30 gezeigt. In der rechten Hälfte von 9 ist das zylindrische Element 32 nach dem Schervorgang d.h. nach dem Herausstanzen des Ringelementes 30 durch ein Abscheren des radial inneren Abschnittes des nach innen weisenden Flansches 39 gezeigt.
Die Scher- oder Stanzpresse 70 hat eine sich horizontal erstreckende untere Platte 72 und ein an der unteren Platte 72 feststehend montiertes unteres Werkzeug 74. Das untere Werkzeug 74 hat ein Werkzeugloch 76, in dem das zylindrische Element 32 eingepasst wird, das der plastischen Verformung an der Presse 42 unterworfen worden ist. Das Werkzeugloch 76 hat einen unteren Endabschnitt, der als ein Scherloch 78 dient. Der Durchmesser des oberen offenen Endes des Scherloches 78 ist dem Außendurchmesser des zu erzielenden Ringelementes 30 gleich.
Die Scher- oder Stanzpresse 70 hat des Weiteren eine obere Platte 80, die parallel zu der unteren Platte 72 ist und mit einer nicht gezeigten Ramme verschraubt oder anderweitig befestigt ist. An der oberen Platte 80 ist eine zylindrische Stanze 82 über einen Stanzenhalter 84 derart angebracht, dass die zylindrische Stanze 82 konzentrisch zu dem Scherloch 78 ist. Die Stanze 82 hat einen Durchmesser, der dem Außendurchmesser des Ringelementes 30 gleich ist, und eine Achse, die senkrecht zu der unteren Platte 72 (obere Platte 80) steht. Die Stanze 82 hat eine untere Endseite, die parallel zu der unteren Platte 72 ist.
Bei dem Scherschritt SB2, der nach dem Schritt SB1 der plastischen Verformung ausgeführt wird, bei dem der Innendurchmesser des nach innen weisenden Flansches 39 des zylindrischen Elementes 32 auf den Innendurchmesser (50 mm) des Ringelementes 30 verringert wird, wird die obere Platte 80 nach unten bewegt, um die zylindrische Stanze 82 in das zylindrische Element 32 abzusenken, das in dem Werkzeugloch 76 eingepasst ist, so dass der nach innen weisende Flansch 39 mit der Öffnung 43 einem Schervorgang durch und zwischen der Stanze 82 und dem unteren Werkzeug 74 unterworfen wird, um dadurch das Ringelement 30 von dem nach innen weisenden Flansch 39 herauszustanzen.
Anschließend wird der Schritt SB3 ausgeführt, um zu bestimmen, ob eine vorbestimmte Anzahl der Ringelemente 30 erzeugt worden ist oder aus dem zylindrischen Element 32 ausgebildet worden ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Schritt SB3 ausgeführt, um zu bestimmen, ob insgesamt zehn Ringelemente 30 aus dem zylindrischen Element 32 ausgebildet worden sind. Bei einer negativen Entscheidung (NEIN) bei Schritt SB3 geht die Steuerung zu Schritt SB1 zurück, um die plastische Verformung des zylindrischen Elementes 32 an der Presse 42 zu bewirken, um den Durchmesser der Öffnung 43 erneut auf den Innendurchmesser des Ringelementes 30 zu verringern. Danach wird der Schritt SB2 ausgeführt, um den Schervorgang erneut an dem nach innen weisenden Flansch 39 des zylindrischen Elementes 32 an der Scher- oder Stanzpresse 70 zu bewirken, so dass ein weiteres Ringelement 30 hergestellt wird. Die Schritte SB1 und SB2 werden wiederholt ausgeführt, bis eine bestätigende Entscheidung (JA) bei Schritt SB3 erhalten wird, d.h. bis eine Gesamtanzahl von zehn Ringelementen 30 aus dem gleichen zylindrischen Element 32 erhalten worden ist. Das vorliegende Verfahren stellt das aufeinanderfolgende Herstellen einer Vielzahl an Ringelementen 30 mit einer wesentlich gesteigerten Ertragsrate sicher.
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Ringelementes 30 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das zylindrische Element 32 bei dem Schritt SB1 der plastischen Verformung axial gedrückt, um den unteren Endabschnitt des zylindrischen Elementes 32 plastisch zu verformen, um so den Durchmesser der Öffnung 43 auf den Innendurchmesser der auszubildenden Ringelemente 30 zu verringern. Bei dem darauffolgenden Schritt SB2 wird der plastisch verformte nach innen weisende Flansch 39 des zylindrischen Elementes 32 einem Scher- oder Stanzvorgang unterworfen, um ein Ringelement 30 jedes Mal herauszustanzen, wobei die Einschränkungen in der Größe und der Dicke des Ringelementes 30 verringert sind.
Des Weiteren ist das vorliegende Ausführungsbeispiel daran angepasst, dass das zylindrische Element 32 wiederholt dem Schritt SB1 der plastischen Verformung und dem Schritt SB2 unterworfen wird, um insgesamt zehn Ringelemente 30 nacheinander mit einer hohen Ertragsrate oder Ausstoßrate herauszustanzen.
Es sollte ebenfalls beachtet werden, dass der untere Endabschnitt des zylindrischen Elementes 32 wiederholt der axialen und radialen nach innen gerichteten plastischen Verformung unterworfen wird, so dass ein äußerster Endabschnitt der zylindrischen Wand 40 des zylindrischen Elementes 32 schließlich den nach innen weisenden Flansch 39 vorsieht und der nach innen weisende Flansch 39 aufgrund der wiederholten Ausführung des Schrittes SB1 der plastischen Verformung ausreichend gehärtet ist. Demgemäß haben die aus dem nach innen weisenden Flansch 39 ausgebildeten Ringelemente 30 einen hohen Festigkeitsgrad. Insbesondere die Festigkeit der Ringelemente 30, die nach einer relativ hohen Anzahl an Ausführungen des Schrittes SB1 der plastischen Verformung ausgebildet worden sind, ist beträchtlich hoch.
Bei dem vorliegenden Verfahren wird das zylindrische Element 32 ausgebildet, indem anfänglich ein Stanzvorgang an dem Streifen 10 ausgeführt wird, um eine Vielzahl an kreisartigen Platten 34 bei dem Schritt SA1 herauszustanzen, indem danach ein Ziehvorgang an jeder kreisartigen Platte 34 ausgeführt wird, um so den zylindrischen Behälter 36 bei dem Schritt SA2 auszubilden, und indem schließlich ein Lochvorgang an der Bodenwand 38 des zylindrischen Behälters 36 ausgeführt wird, um so die Öffnung 43 über den nach innen weisenden Flansch 39 bei dem Schritt SA3 auszubilden.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Querschnittsansichten der 10 bis 13 andere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, bei denen die gleichen Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel der 4 bis 9 zum Wiedergeben der in Bezug auf die Funktion entsprechenden Elemente verwendet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel aus 10 wird eine Presse 90 anstelle der Presse 42 von 8 verwendet. Die Presse 90 wendet einen zylindrischen Anschlag 94 an, der an dem unteren Abschnitt des unteren Werkzeugs 46 derart eingebaut ist, dass der zylindrische Anschlag 94 teilweise von einer Bodenfläche 92 des Werkzeugloches 48 in das Werkzeugloch 48 vorsteht. Der Betrag des nach oben gerichteten Vorstehens des zylindrischen Anschlags 94 von der Bodenfläche 92 ist der Dicke des nach innen weisenden Flansches 39 gleich. Der zylindrische Anschlag 94 hat einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser von 50 mm des Ringelementes 30 gleich ist.
Bei dem Schritt SB1 der plastischen Verformung wird das in dem Werkzeugloch 48 des unteren Werkzeugs 46 der Presse 90 eingepasste zylindrische Element 32 der plastischen Verformung derart unterworfen, dass die Innenumfangsfläche der Öffnung 43 in einen Anlagekontakt mit einer Außenumfangsfläche 96 des zylindrischen Anschlages 94 gebracht wird. Somit wirkt der zylindrische Anschlag 94 als ein Element zum Verringern des Durchmessers der Öffnung 43 exakt auf den Innendurchmesser (50 mm) des auszubildenden Ringelementes 30. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird ebenfalls das somit plastisch verformte zylindrische Element 32 an der Presse 70 aus 9 einem Schervorgang unterworfen, um bei dem Schritt SB2 das Ringelement 30 aus der Bodenwand 38 herauszustanzen.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ermöglicht das zweite Ausführungsbeispiel, das die Presse 90 mit dem zylindrischen Anschlag 94 anwendet, eine genaue plastische Verformung des zylindrischen Elementes 32, um so die Bodenwand 38 derart auszubilden, dass die Öffnung 43 den Durchmesser hat, der genau der gleiche wie der Innendurchmesser des auszubildenden Ringelementes 30 ist. Demgemäß ermöglicht das vorliegende Ausführungsbeispiel eine verbesserte Maßgenauigkeit der Ringelemente 30.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel der 11 und 12 wird eine Presse 100 anstelle der Pressen 42 und 70 der 8 und 9 verwendet, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet worden sind. Das heißt, die Presse 100 dient ebenfalls als Scherpresse. Die linke Hälfte von 11 zeigt das zylindrische Element 32 vor der plastischen Verformung, während die rechte Hälfte von 11 das zylindrische Element 32 nach der plastischen Verformung zeigt. Die linke Hälfte von 12 zeigt das zylindrische Element 32 vor dem Scher- oder Stanzvorgang an dem nach innen weisenden Flansch 39, während die rechte Hälfte von 12 das zylindrische Element 32 nach dem Schervorgang an dem nach innen weisenden Flansch 39 zeigt.
Die Presse 100 hat eine sich horizontal erstreckende untere Platte 102 und ein daran feststehend montiertes unteres Werkzeug 104. Das untere Werkzeug 104 hat den gleichen Aufbau wie das untere Werkzeug 74 der Presse 70 von 9 und hat ein Werkzeugloch 106, in dem das zylindrische Element 32 eingepasst wird. Das Werkzeugloch 106 hat einen unteren Endabschnitt, der als ein Scherloch 108 dient, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser (60 mm) des auszubildenden Ringelementes 32 gleich ist. Die Presse 100 hat des Weiteren eine zylindrische Außenstanze 110 mit dem gleichen Innendurchmesser und Außendurchmesser wie das zylindrische Element 32. Die Außenstanze 110 ist an einer nicht gezeigten ersten Ramme derart befestigt, dass die Außenstanze 110 konzentrisch zu dem in dem Werkzeugloch 106 eingepassten zylindrischen Element 32 ist. Die Presse hat des Weiteren eine zylindrische Innenstanze 112 mit einem Außendurchmesser, der dem Außendurchmesser des Ringelementes 30 gleich ist. Die Innenstanze 112 ist an einer nicht gezeigten zweiten Ramme derart befestigt, dass die Innenstanze 112 konzentrisch zu dem Scherloch 108 ist. Zwischen der Außenstanze 110 und der Innenstanze 112 ist eine zylindrische Zwischenstanze 114 angeordnet, die an einer nicht gezeigten dritten Ramme befestigt ist. Die Zwischenstanze 114 ist axial gleitfähig in Kontakt zu der Außenstanze 110 und der Innenstanze 112. Die erste, die zweite und die dritte Ramme sind mit jeweiligen hydraulisch-betätigten Zylindern verbunden, so dass die drei Stanzen 110, 112 und 114, die mit den jeweiligen Rammen verbunden sind, zu der unteren Platte 102 und von dieser weg axial bewegbar sind. Das heißt die Presse 100 ist eine hydraulisch betätigte Doppelwirkpresse. Die zueinander unabhängigen Verbindungen der Außenstanze 110, Innenstanze 112 und Zwischenstanze 114 mit den jeweiligen hydraulisch betätigten Zylindern sind durch Symbole an dem oberen Ende der 11 und 12 gezeigt.
Die linke Hälfte von 11 zeigt den Betriebszustand der Presse 100, bei der die untere Endseite der Außenstanze 110 sich in Anlagekontakt mit dem oberen Endabschnitt des zylindrischen Elementes 32 befindet, das in dem Werkzeugloch 106 des unteren Werkzeugs 104 eingepasst ist, während die untere Endseite der Zwischenstanze 114 sich in Kontakt mit der Innenfläche des nach innen weisenden Flansches 39 des zylindrischen Elementes 32 befindet. In diesem Zustand wird die Außenstanze 110 zum Bewirken der plastischen Verformung des unteren Endabschnittes des zylindrischen Elementes 32 um einen vorbestimmten Abstand abgesenkt, so dass der Durchmesser der Öffnung 43 auf den Innendurchmesser (50 mm) des auszubildenden Ringelementes 30 verringert wird. Dies ist der Schritt SB1 zur plastischen Verformung. Die rechte Hälfte von 11 zeigt das zylindrische Element 32 nach dem Schritt SB1 der plastischen Verformung.
Die linke Hälfte von 12 zeigt den gleichen Zustand der Presse 100, der in der rechten Hälfte von 11 gezeigt ist. Die rechte Hälfte von 12 zeigt das Ringelement 30, das bei dem Schritt SB2 aus dem nach innen weisenden Flansch 39 herausgestanzt worden ist. Bei diesem Schritt SB2 wird die Innenstanze 112 abgesenkt, um den Schervorgang an dem nach innen weisenden Flansch 39 zu bewirken, um so das Ringelement 30 herauszustanzen, dessen Außendurchmesser dem Durchmesser der Innenstanze 112 gleich ist.
Anschließend wird die Innenstanze 112 von dem nach innen weisenden Flansch 39 des zylindrischen Elementes 32 nach oben wegbewegt und die Außenstanze 110 wird erneut abgesenkt, um die plastische Verformung des zylindrischen Elementes 32 zu bewirken, um so den Durchmesser der Öffnung 43 auf den Innendurchmesser des auszubildenden Ringelementes 30 zu verringern. Danach wird die Innenstanze 112 erneut abgesenkt, um das Ringelement 30 aus der Bodenwand 38 herauszustanzen. Durch ein Wiederholen der vorstehend beschriebenen Schritte kann eine Vielzahl an Ringelementen 30 ausgebildet werden, wobei ein Ringelement nach dem anderen aus dem gleichen zylindrischen Element 32 ausgebildet wird.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel aus 13 wird eine Presse 120 anstelle der Presse 42 aus 8 verwendet. Die Presse 120 ist an ein Ausführen des Schrittes SB1 der plastischen Verformung an einem zylindrischen Element 122 angepasst, das sich von dem zylindrischen Element 32 dahingehend unterscheidet, dass das zylindrische Element 122 vielmehr einen nach außen weisender Flansch 154 an dem unteren Endabschnitt als den nach innen gerichteten Flansch 39 hat. Die Presse 120 ist an ein Ausführen der plastischen Verformung des unteren Endabschnittes des zylindrischen Elementes 122 angepasst, der den nach außen weisenden Flansch 154 hat. Das zylindrische Element 122 kann beispielsweise durch ein Trennen eines röhrenartigen Elementes in eine Vielzahl an Röhren und durch ein Bearbeiten von einem axialen Endabschnitt jeder Röhre mittels eines Ziehvorgang zum plastischen Verformen des Endabschnittes der Röhre ausgebildet werden, um so den nach außen weisenden Flansch 154 auszubilden.
Die Presse 120 hat eine sich horizontal erstreckende untere Platte 126 und ein an der unteren Platte 126 feststehend montiertes unteres Werkzeug 128. Das untere Werkzeug 128 hat ein Werkzeugloch 130 und hat einen mittleren zylindrischen Vorsprung 132, der sich von einer horizontalen Bodenfläche 131 des Werkzeugloches 130 nach oben erstreckt. Der zylindrische Vorsprung 132 hat einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser des zylindrischen Elementes 122 gleich ist, und eine axiale Länge, die größer als die axiale Länge des zylindrischen Elementes 122 ist.
Die Presse 120 hat des Weiteren eine obere Platte 134, die zu der unteren Platte 126 parallel ist und die an einer nicht gezeigten Ramme verschraubt oder anderweitig befestigt ist. Wenn die Ramme durch einen hydraulisch betätigten Zylinder vertikal bewegt wird, wird die obere Platte 134 mit der Ramme bewegt. An der oberen Platte 134 ist eine zylindrische Stanze 136 über einen Stanzenhalter 138 derart angebracht, dass der untere Abschnitt der Stanze 136 mit dem oberen Endabschnitt des zylindrischen Vorsprungs 132 in Eingriff bringbar ist. Die zylindrische Stanze 136 hat den gleichen Außendurchmesser und Innendurchmesser wie die zylindrischen Elemente 122.
Die Presse 120 hat des Weiteren ein ringartiges Außendruckelement 140 mit einem Außendurchmesser, der dem Durchmesser des Werkzeugloches 130 gleich ist. Das Außendruckelement 140 besteht aus einem oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt mit einem kleineren Innendurchmesser als der obere Abschnitt. Die obere Platte 134 hat ein ringartiges Abatzloch 141, das aus einem oberen Abschnitt 142 und einem unteren Abschnitt 146 mit einem geringeren Außendurchmesser als der obere Abschnitt 142 besteht. Der obere und der untere Abschnitt 142 und 146, die unterschiedliche Außendurchmesser und gleiche Innendurchmesser haben, definieren zwischen ihnen eine ringartige Absatzfläche 147. Der obere Endabschnitt des oberen Abschnittes des Druckelementes 140 erstreckt sich über den unteren Abschnitt 146 des Absatzloches 141. Ein ringartiger Anschlag 144 mit dem gleichen Außendurchmesser und Innendurchmesser wie der ringartige obere Abschnitt 142 des Absatzloches 141 ist an der oberen Endseite des oberen Abschnittes des Druckelementes 140 derart befestigt, dass der ringartige Anschlag 144 innerhalb des oberen Abschnittes 142 des Absatzloches 141 gleitfähig bewegbar ist. Das heißt, das Außendruckelement 140 ist mit dem Anschlag 144 relativ zu der oberen Platte 134 in der Pressformrichtung der Presse 120 axial bewegbar.
Der untere Abschnitt des Druckelementes 140 hat einen Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser des zylindrischen Elementes 122 gleich ist, und einen Außendurchmesser, der dem Durchmesser des Werkzeugloches 130 gleich ist. Das Druckelement 140 ist relativ zu der oberen Platte 134 und dem unteren Werkzeug 128 radial so positioniert, dass der untere Abschnitt des Druckelements 140 mit dem Werkzeugloch 130 in Eingriff bringbar ist. Eine Schraubenfeder 148 ist in einem ringartigen Raum zwischen dem oberen Abschnitt des Druckelementes 140 und der zylindrischen Stanze 136 derart angeordnet, dass das obere Ende der Schraubenfeder 148 in Kontakt mit der unteren Fläche der oberen Platte 134 gehalten wird, während das untere Ende der Schraubenfeder 148 in Kontakt mit der ringartigen Absatzfläche gehalten wird, die zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Druckelementes 140 definiert ist. Somit spannt die Schraubenfeder 148 das Druckelement 140 in der nach unten weisenden Richtung so vor, dass der ringartige Anschlag 144 normalerweise in Kontakt mit der ringartigen Absatzfläche 147 gehalten wird. Wenn die obere Platte 134 mit der Stanze 136 und dem Druckelement 140 zu dem unteren Werkzeug 128 hin abgesenkt wird, indem das zylindrische Element 122 in dem Werkzeugloch 130 und an dem mittleren Vorsprung 132 eingepasst ist, wird das Druckelement 140 in Eingriff mit der Außenumfangsfläche des zylindrischen Elementes 122 gebracht. Schließlich wird das Druckelement 140 an seiner unteren Endseite mit dem nach außen weisenden Flansch 154 des zylindrischen Elementes 122 in Kontakt gebracht. Nachdem das Druckelement 140 mit dem nach außen weisenden Flansch 154 in Kontakt gebracht worden ist, wird der Anschlag 144 von der Absatzfläche 147 wegbewegt, wobei die Schraubenfeder 148 zusammengedrückt wird, wie dies in der rechten Hälfte von 13 gezeigt ist. Somit wirken das Außendruckelement 140 und die Feder 148 zusammen, um als eine Pressvorrichtung 150 zum Halten des zylindrischen Elementes 122 in dem Werkzeugloch 130 zu wirken, während das zylindrische Element 122 an die Bodenfläche 131 des Werkzeugloches 130 gepresst wird.
Beim Betrieb der wie vorstehend beschrieben aufgebauten Presse 120 wird das zylindrische Element 122 in das Werkzeugloch 130 in Eingriff mit dem mittleren zylindrischen Vorsprung 132 eingesetzt und die obere Platte 134 wird abgesenkt, um die Stanze 136 um einen vorbestimmten Abstand so nach unten zu bewegen, dass eine obere Endseite 152 des zylindrischen Elementes 122 um einen vorbestimmten Abstand abgesenkt ist. Der Abstand dieser nach unten gerichteten Bewegung der oberen Endseite 152 wird aufgrund von Versuchsdaten so bestimmt, dass der Durchmesser des nach außen weisenden Flansches 154, der anfänglich dem Innendurchmesser von 50 mm des auszubildenden Ringelementes 30 gleich ist, auf den Außendurchmesser von 60 mm des Ringelementes 30 erhöht wird. Das heißt, das Aufbringen einer Kraft in axialer Richtung (Axialkraft) von der Stanze 136 auf das zylindrische Element 122 bei dem Schritt SB1 der plastischen Verformung bewirkt ein Fließen des Materials des unteren Endabschnittes der Wand des zylindrischen Elementes 122 in die radial nach außen weisende Richtung, so dass der Außendurchmesser des nach außen weisenden Flansches 154 auf den Durchmesser des zu erzielenden Ringelementes 30 erhöht wird.
Anschließend wird der nach außen weisende Flansch 154 des zylindrischen Elementes 122, der dem Schritt SB1 der plastischen Verformung unterworfen worden ist, dem Schritt SB2 an einer Scher- oder Stanzpresse unterworfen, um das Ringelement 30 herauszustanzen. Die Schritte SB1 und SB2 werden wiederholt ausgeführt, um aufeinanderfolgend eine Vielzahl an Ringelementen 30 unter Verwendung des gleichen zylindrischen Elementes 122 zu erzeugen.
Obwohl die dargestellten Ausführungsbeispiele daran angepasst sind, dass die Ringelemente 30 als das Enderzeugnis hergestellt werden, kann das Prinzip der Erfindung auch auf die Herstellung von Zwischenerzeugnissen in der Form von Ringen angewendet werden, aus denen die Ringelemente als die Enderzeugnisse durch einen weiteren Stanz- oder Schervorgang erhalten werden.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen haben der nach innen weisende Flansch 39 des zylindrischen Elementes 32 und der nach außen weisende Flansch 154 des zylindrischen Elementes 122 ein kreisartiges Innen- oder Außenprofil und die Ringelemente 30 mit kreisartigen Innen- und Außenprofilen (einer ringartigen Querschnittsform) werden durch die plastische Verformung der zylindrischen Elemente 32 und 122 und den Stanzvorgang an dem nach innen weisenden oder nach außen weisenden Flansch 39 bzw. 154 erzeugt. Jedoch kann der nach innen weisende oder der nach außen weisende Flansch des zylindrischen Elementes eine elliptische oder andere Querschnittsform haben, sodass elliptische Elemente oder andere ringartige Elemente, deren Querschnittsform nicht kreisartig ist oder vergleichsweise kompliziert ist, aus dem elliptischen oder anderweitig geformten Flansch des zylindrischen Elementes hergestellt werden können.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird der zylindrische Behälter 36 zunächst aus dem Streifen 10 vorbereitet und danach wird das zylindrische Element 32 durch ein Entfernen eines radial inneren Abschnittes der Bodenwand 38 des zylindrischen Behälters 36 vorbereitet. Jedoch kann das zylindrische Element 32 mit dem nach innen weisenden Flansch 39 erhalten werden, indem ein röhrenartiges Element zum Erzielen einer Röhre mit einer erwünschten Länge abgetrennt wird und der Endabschnitt der Röhre mittels eines Ziehvorgangs oder einer anderen plastischen Verformung bearbeitet wird, um den nach innen weisenden Flansch 39 an einem Ende der Röhre auszubilden.
Obwohl der nach innen weisende Flansch 39 und der nach außen weisende Flansch 154 der zylindrischen Elemente 32 und 122 sich radial nach innen oder radial nach außen von der zylindrischen Wand der zylindrischen Elemente 32 und 122 erstrecken, d.h. sich exakt senkrecht im Bezug auf die Achse der zylindrischen Elemente 32 und 122 erstrecken, kann der Winkel des nach innen bzw. nach außen weisenden Flansches in Bezug auf die Achse der zylindrischen Elemente von 90° unter der Voraussetzung abweichen, dass die Ringelemente 30 aus einem derartigen nach innen weisenden oder nach außen weisenden Flansch herausgestanzt werden können.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Anfangsinnendurchmesser (60 mm) des nach innen weisenden Flansches 39, der durch ein Herausstanzen der kreisartigen Platte 41 ausgebildet worden ist, größer als der Innendurchmesser (50 mm) des auszubildenden Ringelementes 30 und dieser Anfangsinnendurchmesser wird auf den Innendurchmesser des Ringelementes 30 bei dem ersten Ausführen des Schrittes SB1 der plastischen Verformung verringert. Jedoch kann der Anfangsinnendurchmesser des nach innen weisenden Flansches 39 dem Innendurchmesser des Ringelementes 30 gleich sein. In diesem Fall wird der Stanz- oder Schervorgang an dem nach innen weisenden Flansch bei dem Schritt SB2 vor dem Schritt SB1 der plastischen Verformung ausgeführt. Das heißt, der Schritt SB1 der plastischen Verformung wird das erste Mal dann ausgeführt, nachdem das erste Ringelement 30 erhalten worden ist. Bei diesem Aufbau ist der Durchmesser der zu entfernenden kreisartigen Platte 41 kleiner, so dass der Materialverbrauch günstiger ist.

Claims

Verfahren zum Herstellen von zumindest einem Ringelement (30) aus einem zylindrischen Element (32, 122) mit den folgenden Schritten: – Aufbringen einer Kraft auf das zylindrische Element (32, 122) in einer axialen Richtung, um dadurch eine plastische Verformung an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes (32, 122) so zu bewirken, dass sich ein Flansch (39; 154) in einer radialen Richtung an diesem axialen Endabschnitt des zylindrischen Elementes (32, 122) ausbildet; und – Bewirken eines Schervorgangs an dem Flansch (39, 154) zum Herausstanzen des Ringelementes (30).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei mehrere Ringelemente (30) hergestellt werden, die aufeinanderfolgend aus dem zylindrischen Element (32; 122) derart ausgebildet worden sind, dass der Schritt des Aufbringens einer Kraft an dem zylindrischen Element (32, 122) und der Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs wiederholt ausgeführt werden, nachdem das erste Ringelement (30) hergestellt worden ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das des Weiteren einen Schritt zum Vorbereiten des zylindrischen Elementes (32) aufweist, das eine zylindrische Wand (40) und einen nach innen weisenden Flansch (39) an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte der zylindrischen Wand (40) hat, wobei der nach innen weisende Flansch (39) durch eine plastische Verformung ausgebildet wird, wobei das zylindrische Element (32) derart ausgebildet wird, dass der nach innen weisende Flansch (39) sich radial von der zylindrischen Wand (40) nach innen erstreckt, und wobei der durch die plastische Verformung ausgebildete nach innen weisende Flansch (39) einer weiteren plastischen Verformung bei dem Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element (32) und dem Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs unterworfen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das zylindrische Element (32) mit dem nach innen weisenden Flansch (39) durch die folgenden Schritte ausgebildet wird: – Bearbeiten eines Streifens (10) mittels eines Stanzvorgangs zum Herausstanzen einer kreisartigen Platte (34); – Bearbeiten der kreisartigen Platte (34) mittels eines Ziehvorgangs zum Erzeugen eines zylindrischen Behälters (36), der aus der zylindrischen Wand (40) und einer Bodenwand (38) an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte der zylindrischen Wand (40) besteht; und – Bearbeiten der Bodenwand (38) mittels eines Stanzvorgangs zum Ausbilden einer Öffnung (43) durch die Bodenwand (38), um dadurch den nach innen weisenden Flansch (39) derart auszubilden, dass die Öffnung (43) ein Profil hat, das dem Innenprofil des Ringelementes (30) ähnlich ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das des Weiteren einen Schritt zum Vorbereiten des zylindrischen Elementes (122) aufweist, das eine zylindrische Wand (40) und einen nach außen weisenden Flansch (154) an einem der entgegengesetzten axialen Endabschnitte der zylindrischen Wand (40) hat, wobei der nach außen weisende Flansch (154) durch eine plastische Verformung ausgebildet wird, wobei das zylindrische Element (122) derart ausgebildet wird, dass der nach außen weisende Flansch (154) sich radial von der zylindrischen Wand (40) nach außen erstreckt, und wobei der durch die plastische Verformung ausgebildete nach außen weisende Flansch (154) einer weiteren plastischen Verformung bei dem Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element (122) und dem Schritt des Bewirkens eines Schervorgangs unterworfen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element (32) folgenden Schritt aufweist: Pressen des zylindrischen Elementes (32) in der axialen Richtung derart, dass eine Endseite (67) an dem anderen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes (32) um einen Abstand abgesenkt wird, der derart bestimmt wird, dass der Innendurchmesser des nach innen weisenden Flansches (39), der durch die plastische Verformung ausgebildet worden ist, auf den Innendurchmesser des auszubildenden Ringelementes (30) als ein Ergebnis der plastischen Verformung an dem einen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes (32) verringert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der Innenumfang des nach innen weisenden Flansches (39) in einen Anlagekontakt mit der Außenumfangsfläche (96) eines zylindrischen Anschlages (94) kommt, wobei die Außenumfangsfläche (96) einen Durchmesser hat, der dem Innendurchmesser des Ringelementes (30) gleich ist.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Schritt des Aufbringens einer Kraft auf das zylindrische Element (122) folgenden Schritt aufweist: Pressen des zylindrischen Elementes (122) in der axialen Richtung derart, dass eine Endseite (152) an dem anderen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes (122) um einen Abstand abgesenkt wird, der derart bestimmt wird, dass der Außendurchmesser des nach außen weisenden Flansches (154), der durch die plastische Verformung ausgebildet worden ist, auf den Außendurchmesser des auszubildenden Ringelementes (30) als ein Ergebnis der plastischen Verformung an dem einen der entgegengesetzten axialen Endabschnitte des zylindrischen Elementes (122) erhöht wird.