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Die Hauptpatentanmeldung P 12 79 610.0-14 betrifft eine Vorrichtung
zum Formgeben tiefgezogener Büchsen, Becher, Dosen oder dergleichen Behälter, insbesondere
aus Blech, relativ geringer Bechertiefe im Stülpziehverfahren mit einer fest gelagerten,
den Becher von innen aufnehmenden, eine Durchzugsöffnung aufweisenden Stülpmatrize,
einer hinter der Durchziehöffnung der Stülpmatrize ebenfalls fest gelagerten Abstreckmatrize
und einem durch Antriebsorgane bewegbaren Stempel, dessen Arbeitshub für ein Durchziehen
des gestülpten Werkstückes auch durch die Abstreckmatrize verlängert ist.
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Um fertiggezogene Werkstücke mit insbesondere dünner, gleichmäßiger
Wandstärke zu erhalten, muß sichergestellt sein, daß der Stempel auf seinem verlängerten
Arbeitshub keinem zur gemeinsamen Längsachse von Stülpxnatrize und nachgeschalteten
Abstreckmatrizen quer gerichteten Versatz unterliegt.
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Zu diesem Zweck wird in Weiterbildung der Vorrichtung nach der Hauptpatentanmeldung
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Stempel in einem Führungsteil abgestützt
und gelagert ist, das während des Arbeitshubes des Stempels von einer zurückgezogenen
Stellung bis in unmittelbare Nähe der Stülpmatrize bewegbar ist.
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Vorzugsweise ist das Führungsteil durch eine Antriebseinrichtung in
der Weise bewegbar, daß es sowohl den Stempel bei dessen Annäherung an die Stülpmatrize
führt, sich sowohl an das Werkstück anlegt als auch das Werkstück vor dessen Berührung
durch den Stempel auf der Stülpmatrize festlegt. Mit diesem Vorschlag wird das Führungsteil
gleichzeitig zur Ausführung mehrerer Funktionen ausgenutzt, für die sonst zusätzliche
Werkstückvorschub- und Werkstückjustiermittel notwendig wären.
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Einem weiteren wichtigen Zweck dient das Führungsteil dadurch, daß
es die Form einer Hülse aufweist, deren Stirnseite mit dem zugekehrten wulstförmigen
Ende der Stülpmatrize nach Art eines Niederhalters zur Steuerung des Werkstoffflusses
zusammenwirkt.
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Zwar ist es ähnlich den Tiefziehvorrichtungen auch bei Stülpziehvorrichtungen
bekannt, gegen ein auf die Matrize aufgeschobenes becherförmiges Werkstück zunächst
einen ringförmigen Niederhalter anzupressen, durch dessen Mittelöffnung hindurch
anschließend der Stempel zur Durchführung des Umformvorganges in die Stülpmatrize
eindringt. Eine Berührung oder Führung des Stempels durch den Niederhalter ist bei
diesen bekannten, der Vermeidung von Faltenbildung dienenden Maßnahmen nicht vorgesehen.
Andererseits ist es bei Tiefziehvorrichtungen bekannt, daß der Stempel im Niederhalter
geführt ist.
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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand in den Zeichnungen dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Blechziehpresse in
perspektivischer Darstellung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Presse nach F i g. 1 und F i g. 3 eine
andere Ausführungsform der Erfindung in einem vergrößerten Längsschnitt durch den
rechten Teil der Presse entsprechend F i g. 2.
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Bei der mit der Vorrichtung nach der Erfindung ausgestatteten Blechziehpresse
sind auf einer Grundplatte 1 neben einem Antriebsmotor 2 Rahmenstützen 4 eines Pressengehäuses
3 angeordnet. Oberhalb des Pressengehäuses ist ein längliches Führungsbett 3' abgestützt,
über dessen gesamte Länge zwei Führungsschienen 6 für ein darauf verschiebbares
Schlittengehäuse 7 verlaufen.
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Innerhalb des Schlittengehäuses 7 ist auf einem Schwenkzapfen 11 ein
Schwinghebel 10 mit seinem einen Ende gelenkig gelagert, während das andere Ende
mit einer gegabelten Aufnahme 12 eines Hebelarms 13 verbunden ist, der einen länglichen
Schlitz 14 zur Führung eines Kurbelzapfens 15 enthält. Der Kurbelzapfen 15 sitzt
in den Wangen 16 einer im Pressengehäuse 3 gelagerten Kurbelwelle 17, die eine Riemenscheibe
18 trägt.
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Am Schlittengehäuse 7 ist ein Stößel 28 befestigt, an dem ein hohler
Ziehstempel 34 angeordnet ist. Der Stempel 34 ist entsprechend F i g. 2 und 3 konzentrisch
innerhalb eines hin- und herbewegbaren hülsenförmigen Führungsteils 64 gelagert.
Das Führungsteil 64 besteht aus einem Ringabschnitt 66 und aus einem von dem Ringabschnitt
in Werkzeugrichtung ausgehenden Rohrabschnitt 68, der das Vorderteil des Stempels
umgibt. Wie das Schlittengehäuse 7 ist auch das Führungsteil 64 auf den Führungsschienen
6 gelagert. Keilförmige Nachstell- oder Ausgleichsstücke 75 oder andere Hilfsmittel,
z. B. vorgespannte Kugel- oder Rollenführungen, innerhalb der die Führungsschienen
aufnehmenden Ausnehmungen im Führungsteil 64 sowie im Schlittengehäuse 7 dienen
einer genauen Ausrichtung des Gehäuses 7 und des Führungsteils 64 und damit des
Stößels und Stempels mit der Längsachse der verschiedenen Ziehwerkzeuge. Dieser
genauen axialen Ausrichtung zwischen den Ziehwerkzeugen und dem Ziehstößel während
des Maschinenbetriebs kommt für eine einwandfreie Arbeitsweise entscheidende Bedeutung
zu. Da die Wandstärke der Becherformlinge in den meisten Fällen relativ klein ist,
so bewirkt bereits ein geringer Radialversatz des Stößels bezüglich der Achse der
Ziehwerkzeuggruppe eine ungenaue Ausformung der herzustellenden Behälter. Selbst
wenn auf Grund eines solchen Fluchtungsfehlers die Wandung eines Werkstückes nicht
brechen oder reißen sollte, ist die erwünschte gleichmäßige Wandstärke nicht mehr
gewährleistet.
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Das Führungsteil 64 dient einerseits zur Abstützung und Führung des
Stempels 34 bzw. Stößels 28 und verhindert dessen Absenken und damit einen radialen
Versatz bezüglich der Ziehwerkzeuge, insbesondere zu dem Zeitpunkt, in dem der Stempel
sich an ein becherförmiges Werkstück W anlegt und es durch die Werkzeuge zieht.
Darüber hinaus verhindert das Führungsteil 64 die Werkstoffaltenbildung, indem es
sich an ein aus einem Magazin herangebrachtes Werkstück W anlegt, dieses erfaßt
und es nach Bewegung in Richtung auf die Ziehwerkzeuge ohne Spiel auf eine Stülprnatrize
78 aufschiebt, und zwar unmittelbar bevor eine Berührung zwischen dem Stempel und
dem Werkstück erfolgt.
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Die das Werkstück W berührende Stirnseite 80 des zum Führungsteil
64 gehörenden Rohrabschnittes 68 übernimmt eine weitere Führungsfunktion für das
Werkstück, nachdem dieses auf das vorspringende Ende 82 der Stülpmatrize 78 aufgeschoben
worden ist. Dabei wirkt die Stülpmatrize unter anderem als Zentriermittel, um das
Werkstück W bezüglich der nachgeschalteten Abstreckmatrizen auszurichten. Diese
Führungsfunktion erfolgt in der Weise, daß die Stirnseite 80 des Rohrabschnittes
68 während des Umstülpvorgangs leicht an dem Werkstück W anliegend
verbleibt,
d. h., wenn dessen Wandungen mit Hilfe des Stempels von außen nach innen fließen.
Während das Werkstück umgestülpt wird und sich seine Querschnittabmessung verändert,
wirkt demnach die Rohrstirnseite 80 als Gleitführung für Boden und Seitenwandung
des Werkstückes und verhindert, daß sich Boden und Wandung nach außen aufbeulen
und aufweiten oder auf andere Weise von der abgerundeten Oberfläche des wulstförmigen
Endes 82 der Stülpmatrize 78 ablösen. Sobald nämlich während des Stülp-Fließ-Vorganges
solche Ablösungen von dem wulstförmigen Ende 82 der Stülpmatrize auftreten, kommt
es zu unerwünschter Faltenbildung und zu Verwerfungen des Metalls am Werkstück.
Solche Ziehfehler verhindern unter anderem die erwünschte einwandfreie Verlängerung
und Querschnittsverringerung der Werkstückwandungen, wenn das Werkstück innerhalb
des sich fortsetzenden Arbeitshubs des Stempels 34 durch die nachgeschalteten Abstreckmatrizen
118 und 122 gedrückt wird. Aus diesem Grund wird der Vorwärtshub des Führungsteils
64 an der Stelle beendet, an der die Stirnseite 80 einen derartigen Abstand von
dem Ende 82 der Stülpmatrize 78 aufweist, daß gerade noch eine leichte Berührung
zwischen der Stirnseite 80 und dem Werkstück bestehenbleibt, die während des Fließvorganges
des Metalls dessen auswärts gerichtete Ablenkung bzw. Ablösung verhindert.
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Nach F i g. 1 und 2 dient zur Hin- und Herbewegung des Führungsteils
64 ein Hebel 85, der mit seinem einen Ende über einen Zapfen 86 an der Unterseite
des Führungsteils 64 angelenkt ist. Zwischen seinen Enden ist der Hebel 85 auf einem
nicht gezeigten, an den Rahmenstützen 4 gehalterten Querzapfen gelenkig gelagert.
Das freie Ende des Hebels 85 trägt eine Rolle 92, die in der Kurvenbahn 94 einer
rotierenden Nockenscheibe 96 geführt ist. Die Nockenscheibe 96 sitzt auf einer Welle
98, die in beiderseits des Maschinengestells auf der Grundplatte 1 errichteten Lagerständern
100 rotiert. Die Kurvenbahn 94 ist so ausgebildet, daß sich das Führungsteil 64
gemeinsam mit dem Stempel 34, jedoch diesem etwas voreilend, nach vorn bewegt und
das becherförmige Werkstück W vor dem Stempel berührt und eine leichte Berührung
des Werkstückes während der Zeit aufrechterhält, in welcher der Stempel das Werkstück
erfaßt und durch die Stülpmatrize 78 zieht. Anschließend, solange der Stempel seinen
Arbeitshub durch die Matrizen 78, 118 und 122 bis zur Beendigung des
Umformungsvorgangs ausführt, wird das Führungsteil 64 von der Stülpmatrize zurückgezogen
und in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, so daß es für den folgenden Hub bereitsteht.
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Der Antrieb der Nockenscheibe 96 kann aus einer nicht gezeigten, auf
der Welle 98 sitzenden Riemenscheibe bestehen, die über einen Treibriemen 102 mit
einer weiteren Riemenscheibe auf der Kurbelwelle 17 gekuppelt ist.
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Die zu verarbeitenden Werkstücke W werden bis vor das vordere Ende
82 der Stülpmatrize 78 geführt. Seitlich vor der Stülpmatrize 78 befindet sich ein
Vorratsmagazin 106 (F i g. 2, 3), aus dem die becherförmigen Werkstücke mittels
einer hin- und hergehenden, in Abhängigkeit von der Betätigung des Führungsteils
64 arbeitenden Zuführungseinrichtung herausbefördert werden. An Stelle der Nockenscheibe
96 mit zugeordnetem Hebel 85 zur Steuerung des Führungsteils 64 nach F i g. 1 und
2 kann entsprechend F i g. 3 ein Schubkolbenantrieb 145 verwendet werden, dessen
Zylinder 148 sich am Führungsbett 3' abstützt, während die aus dem Zylinder 148
herausgeführte Kolbenstange 147 bei 150 mit einem von dem Führungsteil
64
nach unten ragenden Ansatz 152 verschraubt ist. Um die Bewegungen der Schubkolbenantriebe
der Werkstückzuführung und des Führungsteils 64 aufeinander abzustimmen, können
nicht dargestellte Einrichtungen verwendet werden.
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Wenn der Stempel 34 ein zuvor auf das wulstförmige Ende 82 der Stülpmatrize
78 aufgesetztes Werkstück W erfaßt hat, zieht er das Werkstück durch die Öffnung
180 der Stülpmatrize nach innen. Dabei erfährt das Werkstück eine Änderung seines
Querschnittes. Bei Fortsetzung des Stempelhubes wird das umgestülpte Werkstück durch
die zunehmend im Durchmesser verringerten und miteinander ausgerichteten Öffnungen
182 und 183 der Abstreckmatrize 118 und 122 gezogen, wobei die Seitenwand des Werkstückes
die erforderliche endgültige Strekkung und Wandstärkenverringerung erfährt.
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Die Abstreckmatrizen 118,122 sowie die Stülpmatrize 78 sind innerhalb
eines auf dem Pressengehäuse 3 gehalterten Rahmens 186 zusammen mit
einem Abstreifmechanismus 188 angeordnet.