DE1577040C3 - Werkzeugausbildung zum Kaltformen von Kleinteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugausbildung zum Kaltformen von Kleinteilen mit Kopf und Schaft auf einer Mehrfachdruckpresse mit querverschieblichem Patrizenträger und ortsfesten Matrizen, wobei im geschlossenen ersten Werkzeug der Schaft teilweise fließgepreßt, mit der zweiten Patrize zur zweiten Matrize quertransportiert, der Kopf vorgeformt und mit einer dritten Patrize fertiggeformt wird, ferner mit gesteuerten oder ungesteuerten Auswerfern.

Nach der USA.-Patentschrift 3 072 933 war es dem Fachmann bekannt, daß er bei diesem Verfahren mit dem Schaftfließpressen im geschlossenen Werkzeug, einem Kopfvorformen und dem Kopffertigformen mit einer solchen Werkzeugausbildung mit zwei Matrizen und mit drei Patrizen rechnen mußte. Darüber hinaus wußte er auf Grund seines Allgemeinwissens und des Standes der Technik, daß einmal wegen des Einsatzes zweier Matrizen eine Förderung unbedingt notwendig wird und daß man diese Förderung dann mittels einer integrierten Fremdfördereinrichtung durchführen kann oder durch eines der Werkzeugteile selbst, wie dies die USA.-Patentschriften 2 265 428 und 2 114 420 zeigen, wenngleich auch im Fall der USA.-Patentschrift 2 265 428 keine reine Förderung durch die Patrize ohne zusätzliche Abstützung möglich ist, weil dies hauptsächlich durch das Werkstückgewicht verwehrt ist, und im Fall der USA.-Patentschrift 2 114 420 die Formung problemlos ist und das eine Werkzeug lediglich transportiert, ohne an der Formung teilzunehmen. In diesem Zusammenhang war ihm durch die USA.-Patentschrift 1 900 572 auch bekannt, daß ein relativ einfaches Teil, nämlich ein teilgelochter Niet, ohne jegliches Hilfsmittel allein durch eines der formenden Werkzeuge weitergefördert werden kann, wenngleich auch dort eine problemlose Formung vorliegt, so daß man die Werkzeuge austauschen und die Matrize am Patrizenträger zum Transporteur machen konnte.

Da der Fachmann das Extrudieren als ersten Verfahrensschritt kannte, hat er auch die Ausbildung eines entsprechenden Werkzeuges gekannt. Auch die Unterteilung der Patrizen in eine Kopfvorformung und in eine Kopffertigformung hat er gekannt.

Die Erfindung befaßt sich nun mit einer besonderen Ausbildung der zweiten Patrize unter dem Blickwinkel, daß diese Patrize nicht nur die Förderung des bereits vorgeformten Zwischenrohteils übernehmen, sondern gleichzeitig und sukzessive anschließend an die Förderung auch dessen Vorformung im Kopfteil vornehmen soll.

Hierbei wird ferner davon ausgegangen, daß zur Erzwingung einer Relativbewegung zwischen der Patrize und dem Ausstoßer bekannt war, daß man den Ausstoßer selbst bewegen konnte oder die dann durch eine Feder abgestützte Patrize.

Aufgabe der Erfindung ist es, die durch den Wegfall einer fremden Fördereinrichtung ohnedies gesteigerte Herstellungsgeschwindigkeit noch weiter zu steigern, mit anderen Worten, die Hubzahl und die Stückzahl pro Minute noch zu vergrößern.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Werkzeugausbildung eingangs genannter Art dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Feder ■ oder direkt abgestützte zweite Patrize zur Aufnahme des vorgeformten Zwischenrohteils eine vom Ausstoßer abgeschlossene tiefe Bohrung aufweist, an die sich zur Stirnseite der Patrize zu der erweiterte Formraum anschließt.

Bei Ausführung der Lehre der Erfindung wird durch das tiefe Eindringen des Zwischenrohteils in die Patrize sichergestellt, daß trotz der hohen Beschleunigungsgeschwindigkeiten dieses Teil sich nicht verschieben kann. Außerdem wird dadurch, daß die Fördereinrichtung auch aktives Formwerkzeug ist, der Zeitraum, der durch den Einsatz eines weiteren Formwerkzeuges notwendig würde, eingespart.

Die Erfindung ist im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen ist

Fig. 1 eine vereinfachte Teilansicht, in der ein Teil einer Kleinteilpresse gezeigt ist, an der das Merkmal der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist,

Fig. 2 eine Teilansicht im wesentlichen an der Linie 2-2 der Fig. 1, .

Fig. 3 eine Teilansicht im wesentlichen an der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fig. 4 bis 12 sind vergrößerte Teilschnitte als Einzelheiten, in denen sukzessive Lagen von mit der Matrize zusammenwirkenden Patrizen gezeigt sind in verschiedenen Phasen während des Arbeitsspiels der Kleinteilpresse,

Fig. 13 bis 18 ein anderes Ausführungsbeispiel mit der erfindungsgemäß ausgelegten Patrize, entsprechend den Fig. 5, 7 und 9 bis 12.

In den Zeichnungen ist mit 20 eine Kleinteilpresse in vereinfachter Form gezeigt. Die Kleinteilpresse umfaßt allgemein ein Matrizenteil 22 und ein damit zusammenwirkendes Patrizenteil 24. Das Matrizenteil 22 ist an einem feststehenden Rahmen 26 der Kleinteilpresse gelagert, die einen von einem Kurbelteil 30 gesteuerten, hin und her beweglichen Schlitten 28 umfaßt. Der Schlitten trägt einen Patrizenträger 32, der in Querrichtung zur Bewegung des Schlittens hin und her beweglich ist und an seinem unteren Ende an einen Schwenkhebel 34 angeschlossen ist, der synchron zur Bewegung des Schlittens gesteuert ist. Das Patrizenteil 24 ist am Patrizenträger 32 gelagert. Die den Rahmen 26, den Schlitten 28, den Patrizenträger 32 und zugehörige Elemente umfassende Kleinteilpresse kann den verschiedensten bekannten Konstruktionen folgen; sie braucht an

dieser Stelle nicht ausführlicher beschrieben zu werden.

Gemäß den Fig. 4 bis 12 umfaßt das Matrizenteil 22 eine erste Matrize 36, die in einem Matrizenhalter oder Matrizenblock 38 angeordnet ist. Eine zweite Matrize 40 ist neben der Matrize 36 in dem Halter befestigt. Die Matrize 36 ist mit einer Bohrung 42 versehen, die zum Formen eines Teils eines Schraubenrohlings im Fließpreßverfahren dient, wie das im nachfolgenden noch zu beschreiben sein wird. Die Matrize 36 ist mit einer Senkbohrung 44 zur Aufnahme eines Schraubenrohlings versehen, der an der Übergangsstelle 46 zwischen den Bohrabschnitten 42 und 44 gehalten wird.

Die Matrize 40 ist mit einer Bohrung 48 und einer Senkbohrung 50 versehen, die in ihren Durchmessern der Bohrung 42 und der Senkbohrung 44 entsprechen und einen Absatz 52 zwischen sich bilden, der dem Absatz 46 entspricht. Allerdings ist der Absatz 52 axial gegenüber dem Absatz 46 in Richtung auf das mit der Matrize zusammenwirkende Patrizenteil um ein ausreichendes Maß versetzt, so daß die Länge der Bohrung 50 wesentlich kleiner ist als die Länge eines zu verarbeitenden Rohlings, um damit ein äußeres Ende des Rohlings in einen vergrößerten Kopfteil kaltpressen zu können. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Matrize 40 mit einer Ringaussparung 54 am äußeren Ende der Senkbohrung 50 versehen, um die gewünschte Formgebung eines vergrößerten Kopfteils an einem Rohling zu erleichtern.

Das Patrizenteil 24 umfaßt einen esten Preßstempel 56, der in einem am Patrkenträger 32 gelagerten Halter 58 befestigt ist. Der Stempel 56 umfaßt einen Längsteil 60, der mindestens teilweise in die Senkbohrung 44 der Matrize 36 eintreten kann und zum Fließpressen eines Rohlings in der Matrize dient.

Das Patrizenteil 24 umfaßt ferner eine federgespannte Patrize 62, die nicht nur dazu dient, einen vergrößerten Kopf an einem Rohling teilzuformen, sondern die gleichzeitig auch dazu dient, einen Rohling von einer Bearbeitungsstation zu einer nächstfolgenden weiterzuleiten. Die federgespannte Patrize 62 weist eine Innenbohrung 64 auf, deren Durchmesser dem der Senkbohrung 44 in der Matrize 36 entspricht, so daß die Bohrung 64 zur Aufnahme eines Endteils eines Rohlings geeignet ist, der in der Matrize 36 geformt worden ist. Die Bohrung 64 geht in einen konisch erweiterten Formraum 66 am äußeren Ende der Patrize 62 über. Diese konische Ausnehmung nimmt eine ausgangs geformte Erweiterung eines Kopfteils eines Rohlings auf, wenn die Patrize mit der Matrize 40 zusammenarbeitet, nicht jedoch, wenn sie mit der Matrize 36 zusammenwirkt.

Die Patrize 62 ist axial verschiebbar in einer Bohrung 68 in einem Block 70 gelagert, der an dem Halter 58 befestigt ist. Die Bohrung 68 weist einen vergrößerten inneren Endbereich 72 auf, der zur gleitbaren Aufnahme eines radial vorspringenden Bords 74 der Patrize 62 dient. Dieses Bord ist mit einem Ringabsatz 76 am Block 70 zur Begrenzung der Bewegung der Patrize 62 nach außen zusammenwirkend angeordnet. Eine Druckfeder 78 ist innerhalb der Bohrung 72 zum Vorspannen der Patrize 62 in Richtung auf die äußerste Lage angeordnet, wie sie in F i g. 4 gezeigt ist. Ein feststehender Ausstoßer 80 ist innerhalb der Bohrung 64 der federgespannten Patrize 62 zur Begrenzung der Bewegung eines Rohlings in die Bohrung 64 und zum Eindrücken eines Rohlings in die Matrize 40 während der Formgebung eines Rohlings angeordnet.

Das Patrizenteil 24 umfaßt ferner einen Stempel 82, der an dem Halter 58 angeordnet ist. Der Stempel 82 weist eine Ausnehmung 84 an seinem äußeren Ende auf, die die gewünschte Form des fertigen Kopfes eines zu bearbeitenden Rohlings aufweist.

Die Kleinteilpresse 20 ist mit einer Einrichtung zur Eingabe einer kontinuierlichen Länge Draht 86 in eine Lage an der Matrize 36 vorgesehen, wie das in F i g. 3 gezeigt ist. Diese Einrichtung kann in bekannter Konstruktion vorgesehen sein und braucht an dieser Stelle nicht im einzelnen erläutert zu werden. Die Maschine umfaßt ferner ein hin und her bewegliches Schneidmesser 88 und ein damit zusammenwirkendes Spannelement 90 zum Abtrennen eines Rohlings 92 bestimmter Länge von dem Draht. Das Schneidmesser 88 und das damit zusammenwirkende Spannelement 90 sind ebenfalls in bekannter Weise angeordnet und gesteuert, um den Rohling 92 in eine Lage zu bringen, in der er mit der Matrize 36 ausgerichtet ist, wie das in F i g. 4 gezeigt ist. Nach Bereitstellung des Rohlings auf diese Weise bewirkt die weitere Steuerung der Maschine eine Bewegung der zusammenwirkenden Stempel- und Matrizenteile in Richtung aufeinander zu, wobei die verschiedenen Lagen durchlaufen werden, wie sie in den Fi g. 4 bis 12 gezeigt sind.

In der in F i g. 4 gezeigten Lage sind der Stempel 60 und die federgespannte Patrize 62 axial zu den Matrizen 36 und 40 ausgerichtet. Eine Bewegung des Schlittens 28 nach rechts bringt die Stempel in die in F i g. 5 gezeigte Lage, wobei das Stempelelement 60 den Rohling 92 in die Senkbohrung 44 eindrückt und ein Ende 93 des Rohlings in die Bohrung 42 fließpreßt, um die Rohlingform 92 α zu bilden. Der Kurbelarm 30 zieht dann den Schlitten 28 zurück, und der Hebel 34 wird zur Verschiebung des Patrizenträgers 32 nach oben betätigt, um die Patrizen 62 und 82 mit den Matrizen 36 bzw. 40 gemäß der Darstellung in F i g. 6 auszurichten.

Wenn die Teile die in F i g. 6 gezeigte Lage eingenommen haben, wird durch die weitere Steuerung der Schlitten in die in F i g. 7 gezeigte Lage gebracht, in der die federgespannte Patrize 62 am äußeren Ende der Matrize 36 angreift und dadurch teilweise in die Bohrung 72 gegen die Wirkung der Druckfeder eingedrückt wird. Gleichzeitig wird der Ausstoßstift 96 betätigt, der durch die Bohrung 42 der Matrize 36 führt, um den Rohling 92 α axial aus der Bohrung 44 und in die Bohrung 64 der Patrize 62 zu verschieben. Der Ausstoßstift 96 ist in bekannter Weise betätigt, z.B. durch einen Schwenkhebel 98 (s. Fig. 1). Diese Stelleinrichtung kann in bekannter Konstruktion ausgeführt sein, und es reicht an dieser Stelle, darauf hinzuweisen, daß der Hebel 98 zu der Bewegung der Stempel synchronisiert ist, um den Rohling 92 α aus der Matrize 38 in der beschriebenen Weise auszustoßen.

Nachdem der Rohling teilweise in die Patrize 62 eingeführt ist, durchläuft der Schlitten 28 die Stellung, wie sie in F i g. 8 gezeigt ist. In der teilweise zurückgezogenen Stellung gemäß F i g. 8 bleibt der federbelastete Stempel 62 in Anlage an der Stirnseite der Matrize 38, um eine ordnungsgemäße Lage des Rohlings 92 α innerhalb der federgespannten Patrize zu

gewährleisten. Wichtig dabei ist, daß nach Zurückziehen des Schlittens mit der an ihm angeordneten Patrize 62 aus der in F i g. 8 gezeigten Lage der Patrizenträger 32 querverschoben wird und der Rohling 92 α dabei von der Patrize 62 getragen wird, so daß während der Bewegung des Patrizenträgers 32 zur Ausrichtung der Patrize 62 zu der Matrize 40 dieser als Fördereinrichtung zur Ausrichtung des Werkstücks oder Rohlings mit der Matrize 40 dient, wie das in F i g. 9 gezeigt ist.

Während des Weiterschaltens der Vorrichtung aus der in F i g. 8 gezeigten Lage in die in F i g. 9 gezeigte Lage wird ein anderer Rohling 95 von dem Drahtausgangswerkstoff abgetrennt und in einer Ausrichtung zur Matrize 36 vorgeschoben. Nach einem Vorrücken des Schlittens aus der in F i g. 9 gezeigten Lage in die in Fig. 10 gezeigte Lage wirkt die Patrize 62 mit der Matrize 40 zusammen, um ein Ende 100 des Rohlings 92 α zu stauchen und damit eine Zwischenerweiterung mit einem zylindrischen Abschnitt, der der Ausnehmung 54 in der Matrize 40 entspricht, und mit einem kegelstumpfförmigen Abschnitt zu schaffen, der der kegelstumpfförmigen Ausnehmung 66 im Stempel 62 entspricht. Gleichzeitig wird der Rohling 95 in die Preßmatrize 36 gedrückt und erhält die Form 95 a.

Während der Bewegung der Stempel aus der in Fig. 9 gezeigten Lage in die in Fig. 10 gezeigte Lage gelangt der Rohling 92 α in die Matrize 40, ehe noch an dem Rohling irgendwelche Formgebungsschritte vorgenommen werden. Die Patrize ist also so konstruiert, daß der Rohling in die Matrize 40 gelangen kann, ehe der Rohling Verformungskräften ausgesetzt ist. Eine weitere Bewegung des Schlittens bewirkt, daß die Patrize 62 axial zusammengedrückt wird und der Rohling zwischen der Matrize 40 und dem Stempel 80 in die in Fi g. 10 gezeigte Form 92 b kaltgepreßt wird.

Der Schlitten wird dann aus der in Fig. 10 gezeigten Lage zurückgezogen, und der Patrizenträger 32 wird erneut verstellt, um den Stempel 82 mit der Matrize 40 auszurichten, wie das in Fig. 11 gezeigt ist. Während dieser Bewegung wird der teilweise geformte Rohling 92 b in der Matrize 40 gehalten. Gleichzeitig wird der Rohling 95 α in der Matrize 36 zur anschließenden Weitergabe an die federgespannte Patrize 62 gehalten. Anschließend wird durch die Bewegung des Schlittens nach rechts in die in Fig. 12 gezeigte Lage der Stempel 82 zum Zusammenwirken mit der Matrize 40 zur Fertigformung des Rohlings 92 b in die Form 92 c gebracht, bei der ein Kopfteil 102 und ein Zwischenbord 104 geschaffen werden, wie das in F i g. 1 und 12 gezeigt ist. Nach der Fertigstellung wird der Rohling 92 c aus der Matrize 40 gemäß F i g. 1 mittels eines Ausstoßstiftes 106 herausgeworfen, der in geeigneter bekannter Weise synchron zum übrigen Teil der Vorrichtung durch eine Einrichtung betätigt wird, zu der ein Hebel 108 gehört. Wie bereits angedeutet worden ist, kann die Ausstoßeinrichtung in bekannter Konstruktion vorgesehen sein und braucht deshalb nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

In den Fig. 13 bis 18 ist ein etwas anderes Ausführungsbeispiel der Patrize 62 dargestellt. Die Konstruktion in diesem Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen der gemäß der vorangegangenen Beschreibung, wie das durch die Verwendung gleicher Bezugszeichen angedeutet ist, an die der Buchstabe d angefügt ist, um entsprechende Teile zu kennzeichnen. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich insofern von dem vorangegangenen, als die Patrize 62 d fest und starr angeordnet ist anstatt nachgiebig. Diese Abwandlung vereinfacht die Konstruktion und reicht für viele Aufgaben aus. Darüber hinaus veranschaulicht dieses Ausführungsbeispiel die Art und Weise, in der die Stempel und Matrizen abgewandelt werden können, um einen Schraubenrohling zu schaffen, der eine andere Form aufweist. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Matrize 40 d mit einem im wesentlichen gleichen Durchmesser für die Bohrung 48 d zum Formen eines Schraubenschaftes im wesentlichen gleichen Durchmessers über dessen gesamte Länge ausgebildet ist und daß der Stempel 82 d mit einer gerundeten Ausnehmung 84 d zum Formen des Schraubenrohlings mit einem Rundkopf vorgesehen ist.

Das Verfahren zum Formen des Schraubenrohlings mittels der in den Fig. 13 bis 18 gezeigten, abgewandelten Werkzeuge ist das gleiche wie das zuvor beschriebene Verfahren in Verbindung mit den Werkzeugen gemäß den Fig. 1 bis 12. Insbesondere wird ein Rohling 92 zunächst mit der Matrize 36 d ausgerichtet, und dann wird die Vorrichtung in die in Fig. 13 gezeigte Lage gebracht, wo der Rohling die Form 92 d erhält. Anschließend werden die Stempel und Matrizen relativ zueinander in die in Fig. 14 gezeigte Lage verschoben und in Richtung aufeinander zu bewegt, so daß der Rohling 92 d in die Patrize 62 d eingeschoben wird. Daraufhin wird die Vorrichtung so gesteuert, daß die Matrizen und Stempel die in Fig. 15 gezeigte Lage einnehmen, so daß der Rohling 92 d zu der Matrize 40 d und ein anderer Rohling 95 d in Ausrichtung zu der Matrize 96 if angeordnet ist. Anschließend werden die Matrizen und Stempel gemäß der Darstellung in Fig. 16 zum Formen des Rohlings 92d in die Form 92 e und zum Formen des Rohlings 95 in die Form 95 d aufeinander zu bewegt. Darauf durchläuft die Vorrichtung die in den Fig. 17 und 18 gezeigte Lage, so daß der Rohling 92 e die Form 92 / erhält, während der Rohling 95 d zur Patrize 62 d weitergeleitet wird. Anschließend wird der fertige Rohling 92/ aus der Vorrichtung ausgestoßen, und das Arbeitsspiel beginnt von neuem.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Werkzeugausbildung zum Kaltformen von Kleinteilen mit Kopf und Schaft auf einer Mehrfachdruckpresse mit querverschieblichem Patrizcnträger und ortsfesten Matrizen, wobei im geschlossenen ersten Werkzeug der Schaft teilweise fließgepreßt, mit der zweiten Patrize zur zweiten Matrize quertransportiert, der Kopf vorgeformt und mit einer dritten Patrize fertiggeformt wird, ferner mit gesteuerten oder ungesteuerten Auswerfern, dadurch ge kenn ζ e i c h net, daß die mittels Feder (72) oder direkt abgestützte zweite Patrize (62) zur Aufnähme des vorgeformten Zwischenrohteils (92 a) eine vom Ausstoßer (80) abgeschlossene tiefe Bohrung (64) aufweist, an die sich zur Stirnseite der Patrize (62) zu der erweiterte Formraum (66) anschließt.