DE1044749B - Presswerkzeug, insbesondere zum Kaltfliesspressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Preßwerkzeug, insbesondere zum Kaltfließpressen, mit einem das Werkstück aufnehmenden, axial abgestützten Matrizenring (Fließpreßbuchse), der innerhalb eines ringförmigen Matrizenhalters (Zwischenring) und eines diesen umschließenden, in Richtung auf eine Spannplatte angezogenen Befestigungsringes (Außenring) unter Schrumpfspannung gesetzt ist, wobei alle Ringe mit glatt durchgehenden Kegelsitzen ineinandergefügt sind und der Kegel winkel beim Matrizenringsitz etwa 1 ° beträgt.

Derartige Fließpreßwerkzeuge sind bekannt. Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der bekannten Vorrichtungen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Abnutzung des Matrizenringes (der Fließpreßbüchse) derart zu kompensieren, daß nach Eintritt einer gewissen Abnutzung der formgebenden Höhlung des Matrizenringes ein weiterer Gebrauch desselben möglich wird, um fertige Werkstücke innerhalb der erforderlichen Toleranzen herzustellen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß sowohl der Matrizenhalter als auch der Befestigungsring bei etwa gleichen Kegelwinkeln ihrer Sitze zum Zwecke des Nachschrumpfens des Matrizenringes zum Ausgleich seiner Arbeitsabnutzung in Richtung auf die Spannplatte nachstellbar sind.

Diese Nachstellbarkeit wird durch einen entsprechenden axialen Zwischenraum oder Spielraum, ermöglicht. Es ist zwar bereits ein Preßwerkzeug mit Matrizenring, Matrizenhalter und Befestigungsring bekanntgeworden, bei dem ein geringfügiger Spielraum zwischen Befestigungsring und Spannplatte dargestellt ist. Dieser geringfügige Spielraum ermöglicht jedoch nicht eine Nachstellbarkeit im Sinne der Erfindung. Von ihm ist daher mangels näherer Angaben anzunehmen, daß er bei möglichen Arbeitstoleranzen ein sicheres Spannen oder allenfalls Atmen zuläßt, wie es in der betreffenden Veröffentlichung für den geringen Spielraum zwischen Matrizenhalter und Spannplatte erwähnt ist.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt durch ein Preßwerkzeug nach der Erfindung;

Fig. 2 ist der gleiche Schnitt, wobei jedoch der Matrizenhalter nachgestellt ist, um eine eingetretene Abnutzung zu kompensieren;

Fig. 3 ist ein Teil des Schnittes nach Fig. 1, wobei schematisch dargestellt ist, wie der Matrizenring beim Zusammensetzen des Pfeßwerkzeuges geschrumpft wird.

Das in der Zeichnung dargestellte Preßwerkzeug zum Kaltfließpressen enthält einen Matrizenring (Fließpreßbuchse) 1, einen Matrizenhalter (Zwischenring) 2 und einen Befestigungsring (Außenring) 3. Der Ma-Preßwerkzeug,
insbesondere zum Kaltfließpressen

Anmelder:

American Radiator & Standard Sanitary-Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Boehmert und Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patentanwälte, Bremen 1, Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 7. April 1954

Ben Kaul, Warren, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

trizenring 1 ist auf einer Spannplatte angeordnet, die aus dem Einsatz 4 und der eigentlichen Spannplatte 5 besteht. Der Befestigungsring 3 ist durch die Schrauben 6 mit der Spannplatte 5 verbunden.

Der Matrizenring 1 hat eine formgebende Höhlung, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 7 bezeichnet ist. Der Stempel ist mit dem Bezugszeichen. 8 bezeichnet. Die Spannplatte 5 und ihr Einsatz 4 haben vorzugsweise zentrale Öffnungen 9 und 10.

Die mit 11 bezeichnete, äußere Ringfläche des Matrizenringes 1 ist gegenüber der Senkrechten in an sich bekannter Weise um 1° geneigt, wie in Fig. 1 dargestellt. Die innere Ringfläche 12 des Matrizenhalters 2 hat die dazu passende, gleiche Neigung von 1°. Die äußere Ringfläche 13 des Matrizenhalters 2 hat gegenüber der Senkrechten die gleiche Neigung von 1 °; die innere Ringfläche 14 des Befestigungsringes 3 hat die dazu passende, gleiche Neigung.

Der Matrizenring 1 besteht aus Matrizenstahl einer speziellen Legierung. Er kann zunächst als Schmiedestück hergestellt und dann gedreht, geschliffen oder in anderer Weise bearbeitet werden. Er wird dann einer Wärmebehandlung unterworfen, um die erforderliche Härte zu erhalten, vorzugsweise eine Rockwellhärte von 56 bis 65.

Die radiale Stärke der Wandung des Matrizenringes 1 ist verhältnismäßig gering. Hierdurch werden

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Claims (1)

1. 3 4

   Schwierigkeiten bei der Wärmebehandlung vermieden, selbsthemmend insofern, als der Matrizenhalter 2 die infolge von inneren Fehlern des Metalls entstehen zwecks Erzeugung einer vorherbestimmten Vorkomkönnen. Der Matrizenring 1 kann auch aus einem pression um ein gewünschtes Stück auf den Matrizen-Stück Rundstahl hergestellt werden, ohne daß er ge- ringl gepreßt werden kann, wobei er in dieser Stelschmiedet werden muß. 5 lung ohne jegliche Tendenz, sich zu bewegen, ver-

   Der Matrizenhalter 2 besteht ebenfalls aus Matrizen- bleibt.

   stahl einer speziellen Legierung, der einer Wärmebe- Ist die Konusneigung geringer als etwa 1°, so wird

   handlung unterworfen wird, um die erforderliche die Wirkung der Vorkompression wesentlich verrin-

   Härte zu erhalten, die die gleiche oder eine etwas ge- gert oder geht verloren. Ist die Neigung größer als

   ringere Härte sein kann wie beim Matrizenring. io etwa 1°, so ist ein wesentlich höherer Druck auf den

   Der Befestigungsring, der die Gewindelöcher 15 zur Matrizenhalter 2 erforderlich, um die Höhlung 7 des

   Aufnahme der Schraube 6 enthält, besteht aus nicht ge- Matrizenringes 1 zu verkleinern, wobei die Tendenz

   härtetem Stahl, der keine Wärmebehandlung einer sol- des Matrizenringes 1, in seine Ausgangsstellung zu-

   chen Art erfordert, daß dabei innere Spannungen ent- rückzuspringen, entsprechend erhöht wird,

   stehen oder ein Springen des Ringes erfolgen kann. 15 Der Betrag der Vorkompression des Matrizenrin-

   Beim Betrieb des Preßwerkzeuges hat die Höhlung 7 ges 1 kann durch die Größe der Strecke 16 (Fig. 3) be-

   des Matrizenringes 1 die Tendenz, sich leicht nach stimmt werden, um die der Matrizenhalter 2 gegen-

   außen auszudehnen, wenn der Stempel 8 die Formge- über dem Matrizenring 1 verschoben wird. Sowohl

   bung des Metalls bewirkt. Wenn eine solche leichte zwischen dem Matrizenhalter 2 und der Spannplatte 4,

   Ausdehnung auftritt, werden die erzeugten Teile einen 20 5 als auch zwischen dem Befestigungsring 3 und der

   etwas größeren Durchmesser haben als gewünscht; die Spannplatte ist erfindungsgemäß ein Zwischenraum

   Matrizenhöhlung zieht sich jedoch nach Entfernung vorhanden, der eine Nachstellung des Matrizenringes

   des Werkstückes wieder auf ihre Normalgröße zusam- derart ermöglicht, daß nach Eintritt einer gewissen

   men. Bei der vorliegenden Ausführung wird beim Zu- Abnutzung der formgebenden Höhlung ein weiterer

   sammensetzen des Preßwerkzeuges der Matrizenhai- 25 Gebrauch des Matrizenringes möglich wird, um

   ter 2 in axialer Richtung gegenüber dem Matrizenring 1 Werkstücke der erforderlichen Toleranz herzustellen,

   nach unten verschoben, wodurch der Ring 1 radial Der Zwischenraum zwischen den Teilen 2 und 3 und

   nach innen geschrumpft wird. Dies verringert die der Spannplatte soll jedoch nicht zu groß sein.

   Größe der Matrizenhöhlung derart, daß sie erst bei Außer seiner Funktion als Haltemittel stellt der

   geringer Expansion infolge des Formdruckes einen 30 Befestigungsring 3 einen Sicherheitsfaktor dar, wenn

   Durchmesser annimmt, der genau der Größe des her- entweder der Ring 1 oder der Matrizenhalter 2 springt,

   zustellenden Werkstückes entspricht. Der weiche Ring 3 verhindert, daß Bruchstücke abflie-

   Diese Schrumpfung des Matrizenringes 1 beim Auf- gen, wenn infolge übermäßiger Drücke, die beim Pres-

   setzen des Matrizenhalters 2 bewirkt eine Vorkom- sen entstehen, ein Bruch auftritt,

   pression des Matrizenringes 1; die Größe dieser Vor- 35 Die Neigungen von etwa 1° sind selbsthemmend;

   kompression bestimmt sich aus der Größe des Druk- die Kompression des Matrizenringes kann genau ge-

   kes, den der Matrizenring 1 im Betrieb auszuhalten regelt werden. Im Falle einer Abnutzung der Arbeits-

   hat. flächen des Matrizenringes können die Befestigungs-

   Die Vorkompression bewirkt im Endergebnis eine schrauben gelockert, und es kann die Buchse 2 unter

   Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Matrizen- 40 einer Presse nach unten gedrückt werden, um einen

   ringes 1, da sie bei jeder Größe der Vorkompression zusätzlichen Druck auszuüben, was den Matrizenring

   durch die Ausdehnung des Matrizenringes infolge des weiter komprimiert und die Größe der Höhlung ver-

   x^rbeitsdruckes überwunden werden muß, bevor der ringert, um die Abnutzung auszugleichen; der Be-

   Matrizenring infolge der Ausdehnung seine unkompri- festigungsring 3 wird dann in neues Stellung gepreßt,

   mierte Größe überschreitet; erst nach Überschreiten 45 worauf die Schrauben 6 wieder angezogen werden,

   dieser Größe entsteht im Matrizenring die Tendenz Auf diese Weise ist es möglich, die Abnutzung aus-

   zu brechen. zugleichen, indem die Matrizenhöhlung durch Kom-

   Infolge seines größeren Durchmessers und seiner pression verkleinert wird, statt wie bisher den Matrigrößeren Masse ist der Matrizenhalter 2 kräftiger als zenring 1 zu ersetzen. Hierdurch wird die Lebensder Matrizenring 1; er ist daher imstande, den Matri- 50 dauer des Matrizenringes 1 erhöht und die Matrizenzenring 1 so weit vorzukomprimieren, daß der Ring 1 kosten pro Werkstück erheblich verringert,
   infolge der Schrumpfung bricht, bevor der Matrizenhalter 2 bricht.

   Da der Matrizenhalter 2 zu keiner Zeit irgendwel-

   eher Abnutzung unterworfen ist, braucht er nicht er- 55 Patentanspruch:
   setzt zu werden, wenn der Matrizenring 1 nach längerem Gebrauch infolge zu großer Abnutzung ersetzt Preßwerkzeug, insbesondere zum Kaltfließwerden muß. pressen, mit einem das Werkstück aufnehmenden,

   Bei Zusammensetzung des Preßwerkzeuges wird axial abgestützten Matrizenring, der innerhalb

   zunächst der Matrizenhalter 2 auf den Matrizenring 1 60 eines ringförmigen Matrizenhalters und eines

   aufgepreßt, um den Ringl um den gewünschten Be- diesen umsehliefienden, in Richtung auf eine

   trag vorzukomprimieren, und dann der weichere Be- Spannplatte angezogenen Befestigungsringes unter

   festigungsring 3 auf den Halter 2 aufgepreßt, um ihn Schrumpfspannung gesetzt ist, wobei alle Ringe

   in der richtigen axialen Stellung gegenüber dem Ma- mit glatt durchgehenden Kegelsitzen ineinander-

   irizenring 1 zu halten. Hierdurch wird die Wider- 65 gefügt sind und der Kegelwinkel beim Matrizen-

   siandsfähigkeit des Matrizenhalters 2 erhöht, da der- sitz etwa 1° beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß

   selbe von außen gehalten wird. sowohl der Matrizenhalter (2) als auch der

   Die zueinander passenden, um 1° geneigten Ring- Befestigungsring (3) bei etwa gleichen Kegel-

   ilächen 11, 12, 13 und 14 zwischen den Hauptteilen des winkeln ihrer Sitze zum Zwecke des Nach-

   PreßWerkzeuges sind wichtig. Ein solcher Konus ist 70 sehrumpfens des Matrizenringes (1) zum Aus-

   gleich seiner Arbeitsabnutzung in Richtung auf die Spannplatte (4, 5) nachstellbar sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 229 958; schweizerische Patentschrift Nr. 168 788;

   Kur rein, Max, »Die Werkzeuge und Arbeitsverfahren der Pressen«, 2. Auflage, Berlin, 1926, S. 330;

   Burkhardt, Arthur, »Beitrage zur spanlosen Formgebung von Metallen«, 1. Auflage, Stuttgart,

   1949, S. 14, 18, 19;

   G. Niemann, »Maschinenelemente«, Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1950, 1. Bd., S. 177;

   »Werkstatt und Betrieb«, 83. Jahrg., Heft 3, März

   1950, S. 81;

   »Machinery«, Vol. 80, 5. Juni 1952, S. 983· bis 985; »Machinery«, Vol. 83, 2. Oktober 1953, S. 657 ίο bis 662.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©· -80S eSOi/199· 11.5»