DE1259821B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines metallischen Hohlkoerpers mit Boden und einem Aussenbund - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

B21c

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Deutsche KL:

Nummer: 1259 821

Aktenzeichen: K 429991 b/7 b

Anmeldetag: 24. Februar 1961

Auslegetag: 1. Februar 1968

Die Erfindung betrifft ein Fließpreßverfahren zur Herstellung eines metallischen Hohlkörpers mit Boden und einem im Abstand von den Stirnseiten liegenden Außenbund, wobei von einem aus einem Rohling (z.B. Stangenabschnitt) vorgeformten Napf ausgegangen wird, der durch Fließpressen zu dem gewünschten Fertigteil umgeformt wird.

Es ist bekannt, derartige Hohlkörper unter Verwendung eines Gesenkes herzustellen, das aus einem Matrizenhohlraum zur Aufnahme des Fußteils eines außen abgesetzten Rohlings und einem gegen den Träger des Fließpreßstempels elastisch abgestützten Ringteil besteht, der zusammen mit einer Ausnehmung in der Matrize den formgebenden Raum für den Flansch einschließt und gegen Ende des Preßvorganges mit dem Stempelträger Formschluß erhält. Beim Preßvorgang taucht der elastisch abgestützte Ringteil in die als Führung ausgebildete Matrizenöffnung schließend ein, wogegen der zwischen dem Ringteil und dem Fließpreßstempel gebildete Ringraum von oben her durch einen Ringstempel abschließbar ist, der starr mit dem Stempelträger verbunden ist.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß sich mit Hilfe dieses bekannten Preßwerkzeuges nur Hohlkörper von kurzer Länge mit Erfolg herstellen lassen, bei denen der Außenbund möglichst nahe am Boden des Werkstücks angeordnet ist. Wird dagegen der Außenbund weiter entfernt vom Boden vorgesehen, etwa in der Mitte der Höhe oder nahe der Eintrittsöffnung des Werkstücks, dann ist der Materialfluß beim Fließpressen sehr erschwert, wobei starke Gefügezerrungen auftreten, die zu schädlichen Rißbildungen im Formling führen können.

Ferner ist es bekannt, beim Herstellen von Hohlkörpern, bei denen der Bund etwa in der Mitte des fertigen Hohlkörpers angeordnet ist, von Rohlingen auszugehen, deren Durchmesser dem des fertigen Hohlkörpers entspricht und diesen durch reines Fließpressen zu erzeugen. Der Hohlkörper ist hierbei durchgehend offen. Die Lage des Bundes ist bei dieser Art der Herstellung auf die Mitte der Länge des Hohlkörpers beschränkt. Abgesehen davon lassen sich Hohlkörper mit unterschiedlichen Wandstärken nur durch Veränderung des Ringspaltes erzeugen, die durch Veränderung entweder des Matrizen- oder Ringstempeldurchmessers erfolgt, während die Bohrung vom unteren zum oberen Ende nur gleichbleibend ausgeführt werden kann. Falls die Bohrung des zu erzeugenden Teils eine Abstufung erhalten soll, so kann diese nur im Bereich oder in der Höhe des Flansches liegen. Die Abstufung selbst kann in ihrer Form Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines metallischen Hohlkörpers mit Boden und einem
Außenbund

Anmelder:

Kabel- und Metallwerke Neumeyer
Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
8500 Nürnberg

Als Erfinder benannt:

Karl Gulden, 8500 Nürnberg

und Lage nicht genau gehalten werden, da durch das Abfließen des Werkstoffes eine Formveränderung eintritt, die sich, je nach Verformungsgrad und den

ao Härteschwankungen, innerhalb einer Rohlingsserie unterschiedlich bildet. Diese Formänderung der Stufe in der Bohrung des Werkstücks kann mithin nicht von dem zur Durchführung des bekannten Verfahrens benutzten Preßwerkzeugs beeinflußt werden.

Will man mit dem bekannten Werkzeug Hohlteile mit Boden und Flansch herstellen, so muß zuvor ein entsprechender ' Rohling vorgeformt werden, der die Bodeninnenform zumindest aufweist. Außerdem ist es bei der Einstellung der Werkzeuge notwendig, daß die Preßschulter der Matrize zur Stirnfläche des Innenstempels, auf den der vorgeformte Rohling aufgesetzt wird, so zueinander abgestimmt werden, daß ein entsprechendes Spiel zwischen der Stirnfläche des Innenstempels und der Bodenfläche des Rohlings vorhanden und gewährleistet ist. Beim Fließpressen wird sich der Boden entsprechend dessen Stärke und der angewandten Verformung, die von der zu erzeugenden Flanschbreite abhängt, in allen Fällen nach außen durchwölbt. Ferner tritt eine Verkleinerung des Durchmessers an der inneren Bodenecke ein. Diese Verengung setzt sich so lange fort, bis die Preßfläche des Ringstempels tiefer als die Stirnfläche des Innenstempels zu liegen kommt, d. h., daß erst in diesem Augenblick mit einer gleichmäßig verlaufenden Wand gerechnet werden kann.

Es ist außerdem bekannt, napfförmige Hohlkörper mit einem Außenbund am Napfrand durch Fließpressen herzustellen. Dabei wird ausgehend von einer Ronde durch Rückwärtsfließpressen ein außen glattwandiger Napf erzeugt, dieser wird in einem anschließenden Arbeitsgang durch Vorwärtsfließpressen bis auf einen verbleibenden Wandrestteil, dem Außen-

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bund am Napfrand fertig geformt. Dieses Verfahren ist nur geeignet zur Herstellung von Hohlkörpern mit am Napfrand liegendem Außenbund.

»Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gegenüber diesem Stand der Technik verbesserten Fließpreßverfahrens zum Herstellen von metallischen Hohlkörpern mit Boden und einem Außenbund, das die Erzeugung des Außenbundes im beliebigen Abstand vom Boden des Hohlkörpers ohne Gefahr einer Gefügeverletzung beim Fließpressen ermöglicht.

Die Erfindung besteht darin, daß ein vorgeformter, außen glattwandiger Napf mit dem endgültigen Umfang des Bundes auf die Wandstärke des bodenbenachbarten Abschnittes des Hohlkörpers bis auf

verbunden, so daß auch dieser zentriert ist. Über dem Druckring 2 ist eine Druckplatte 6 angeordnet, auf der die Matrize 7 zentrisch gelagert ist. Die Matrize besitzt eine abgesetzte Bohrung mit der Ringschulter T. In die Matrize ragt von unten der Fließpreßzapfen 4 hinehv Der Durchmesser dieses Zapfens ist so bemessen, daß zwischen seiner Mantelfläche und dem unteren Teil der Matrizenbohrung unterhalb der RingschulterT ein Ringraum?" gebildet wird, der ίο zum Ausfließen des Werkstoffs beim Fließpressen zur Bildung eines hülsenförmigen Teils des Werkstücks dient. Die Einlagebohrung der Matrize 7 ist durch den Fließpreßhohlstempel, bestehend aus dem Hohlstempel 18 und dem Innenstempel 9 verschließbar.

einen Wandrestteil fließgepreßt wird, dessen Abstand 15 Beide Teile sind am Stößel 10 befestigt. Im Stößel 10 vom Boden gleich dem des Bundes ist, worauf der ist ein Ausstoßer 11 gelagert, mit dessen Hilfe das Wandrestteil· bis auf einen der Bundhöhe entspre- fertige Werkstück im Bedarfsfall aus dem Werkzeug chenden Rest auf die Wandstärke des randbenach- gelöst werden kann. Ein weiterer Ausstoßer 12 bebarten Abschnittes des Hohlkörpers fließgepreßt wird. ■ findet sich in der Tischplatte 1. Schließlich ist auch Da die Herstellung eines Napfes mit einem Außen- 20 im Fließpreßzapfen 4 ein Ausstoßer 13 vorgesehen, bund am Napfrand durch Fließpressen an sich be- Mit der beschriebenen Vorrichtung wird wie folgt

kannt ist, macht erst die volle Kombination die Er- gearbeitet: Es wird von einer Ronde oder einem findung aus. Stangenabschnitt 14 gemäß F i g. 3 ausgegangen. Aus

Zum Fließpressen des Wandresteiis auf die Wand- diesem Rohling wird zunächst ein Napf 15 gemäß stärke des randbenachbarten Abschnitts des Hohl- 25 Fig. 4 gebildet. Nach diesem Arbeitsgang kann körpers dient vorteilhaft ein Fließpreßhohlstempel, gegebenenfalls eine Weichglühung und eine Oberder den bodenbenachbarten Abschnitt des Hohl- flächenbehandlung eingeschaltet werden. Anschliekörpers bis an die Schulter des Wandrestteils passend ßend wird der bodenbenachbarte Abschnitt 16 des umfaßt und in einer Matrize geführt ist, durch deren Napfes fließgepreßt. Der nicht fließgepreßte Wand-Fließpreßöffnung, dem Hohlstempel entgegengerich- 30 restteil, der in Fig. 5 als Verstärkung 17 des Napftet, ein gegen Federkraft zurückdrückbarer, den randes dargestellt ist, weist einen solchen Abstand Hohlraum des Werkstücks ausfüllender Innenstempel
ragt.

Bei dem neuen Verfahren ist es gleichgültig, ob die Wandstärke hinter dem Außenbund (zum Boden des Hohlkörpers) stärker oder schwächer ausgeführt werden oder ob eine Wandverstärkung im Hohlraum erzeugt werden soll; die sich dadurch ergebende stufenförmige Verengung der Bohrung kann in Lage und

Form unabhängig von der Lage des Außenbundes in 40 ser in der Matrize zentriert wird. Beim Niedergang gewünschter Weise erzeugt werden. Die Form der des Stößels 10 taucht der Hohlstempel 8 unter gleichäußeren und inneren Bodenfläche bleibt, bedingt zeitiger Mitnahme des Innenstempels 9 in die Madurch die Arbeitsfolge und die Konstruktion des trizenöffnung schließend ein; Hierbei legt sich der Preßwerkzeugs, beim Preßvorgang zur Erzeugung des Innenstempel 9 gegen den Boden des Hohlkörpers 16 Bundes absolut erhalten. Es kann keine Durch- 45 und der Hohlstempel 8 mit seiner Stirnfläche gegen wölbung des Bodens eintreten. Eine Verengung der die Verstärkung 17 des Hohlkörpers 16. Der Boden-Bohrung in Bodennähe ist ausgeschlossen, weil die teil des Hohlkörpers 16 wird innen und außen fest Bodenform innen und außen in entsprechender Weise umschlossen. Beim weiteren Niedergang der oberen auch während des Pressens umfaßt wird. Werkzeugteile 8 und 9 wird einmal der Fließpreß-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines 50 zapfen 4 unter Zusammendrücken der Federn 5 nach Preßwerkzeugs zur Durchführung des Verfahrens ge- unten gedrückt. Gleichzeitig wird mittels des Hohlmaß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 das Preßwerkzeug im Längsschnitt, und zwar in Ausgangsstellung, für eine einfach wirkende Presse,

F i g. 2 das gleiche Werkzeug in der Endstellung, in der das Werkstück mit seinem Außenbund fertiggepreßt ist,

Fig. 3 bis 6 die Form des Werkstücks in den verschiedenen Arbeitsstufen, ausgehend von einem 60 ger Teil 19 erzeugt wird (F i g. 2 und 6). Die Preß-Stangenabschnitt bis zur gewünschten Endform, bewegung wird "so lange fortgesetzt, bis die ge-

F i g. 7 und 8 fließgepreßte Fertigteile in verschie- wünschte Höhe und Stärke des Außenflansches 20 dener Form. erreicht ist.

Es bezeichnet 1 die Tischplatte einer Presse. Auf Alsdann erfolgt der Rückhub des Hohlstempels 8

dieser Tischplatte ist ein Druckring 2 gelagert, der mit 65 und des Innenstempels 9. Nach Freigabe der Maeiner Bohrung 2' versehen ist, die zur Aufnahme trizenöffnung wird das fließgepreßte Fertigteil durch eines Zentrierringes 3 dient. Dieser Zentrierring ruht die Ausstoßer 12 und 13 aus den unteren Werkzeugauf Federn 5 und ist mit dem Fließpreßzapfen 4 starr teilen gelöst, wobei der Fließpreßzapfen 4 mittels der

vom Napfboden 18 auf, wie es der Lage des außen vorzusehenden Flansches am Fertigteil entspricht (vgl. Fig. 6).

Der Hohlkörper 16 wird mit seiner Verstärkung 17 nach unten in die Matrize 7 eingelegt und dabei auf das freie Stirnende des Fließpreßzapfens 4 aufgesteckt. Das Stirnende des Fließpreßzapfens 4 ist der Innenform des Hohlkörpers 16 angepaßt, so daß die-

stempels 8 ein Preßdruck in Richtung der Stempelbewegung auf die Verstärkung 17 des Hohlkörpers 16 ausgeübt. Sobald hierbei die Verstärkung 17 sich auf die Ringpreßschulter 7' der Matrize 7 aufsetzt, beginnt der eigentliche Fließpreßvorgang, indem ein Teil des Werkstoffs der Verstärkung 17 durch den unterhalb der Ringschulter 7' befindlichen Ringraum (Fließspalt) verdrängt wird, so daß ein hülsenförmi-

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Federn 5 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird (Fig. 1). Für den Fall, daß das Fertigteil in den Werkzeugen 8 und 9 hängenbleibt, tritt der Ausstoßer 11 in Tätigkeit.

Man hat es in der Hand, die Wandstärke dieses hülsenförmigen Teils des fließgepreßten Werkstücks vor oder hinter dem Außenbund 20 gleich oder unterschiedlich zu gestalten. In Fig. 7 wird ein fließgepreßtes Fertigteil gezeigt, bei dem die Hülsenwand am Boden schwächer ist als der Hülsenteil oberhalb des Außenbundes 20. Bei dem Fertigteil in F i g. 8 verhält es sich mit den Wandstärken umgekehrt. Ferner ist bei diesem fließgepreßten Werkstück die Innenform nahe dem Boden abgesetzt. Diese Formgebung wird durch entsprechende Ausbildung des in den Hohlraum des Hohlkörpers 16 eingreifenden Endes des Fließpreßzapfens 4 erzeugt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines metallischen Hohlkörpers mit Boden und einem im Abstand von den Stirnseiten liegenden Außenbund durch Verformen unter Erzeugen eines Napfes mit dem Innendurchmesser des Hohlkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß ein außen glattwandi-

ger Napf (15) mit dem endgültigen Umfang des Bundes (20) auf die Wandstärke des bodenbenachbarten Abschnittes des Hohlkörpers (16) bis auf einen Wandrestteil (17) fließgepreßt wird, dessen Abstand vom Boden gleich dem des Bundes ist, worauf der Wandrestteil bis auf einen der Bundhöhe entsprechenden Rest auf die Wandstärke des randbenachbarten Abschnittes (19) des Hohlkörpers (16) fließgepreßt wird.

2. Vorrichtung zum Fließpressen des Wandrestteils auf die Wandstärke des randbenachbarten Abschnitts des Hohlkörpers nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Fließpreßhohlstempel (8, 9), der den bodenbenachbarten Abschnitt des Hohlkörpers (16) bis an die Schulter des Wandrestteils (17) passend umfaßt und in einer Matrize (7) geführt ist, durch deren Fließpreßöffnung, dem Hohlstempel (8) entgegengerichtet, ein gegen Federkraft zurückdrückbarer, den Hohlraum des Werkstücks ausfüllender Innenstempel (4) ragt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 018 703;
»American Machinist«, 6. Juli 1953,
S. 130 bis 132.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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