DE1602521C3

DE1602521C3 - Device for deep-drawing, in particular, of cylindrical hollow bodies

Info

Publication number: DE1602521C3
Application number: DE1602521A
Authority: DE
Inventors: Leonardus Delft Bouwer; Arie Rotterdam Verkaik
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1966-10-31
Filing date: 1967-10-31
Publication date: 1975-04-30
Also published as: DE1602521B2; SE326421B; BE705873A; GB1195278A; DE1602521A1; US3483723A; NL6615372A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Tiefziehen von insbesondere zylindrischen Hohlkörpern aus Rohlingen mit einem Werkstückhalter und einem Ziehring, wobei der Werkstückhalter eine zentrale öffnung und darum herum auf seiner Basisfläche mehrere in Winkelabständen zueinander angeordnete vorzugsweise keilförmige Sektoren aufweist, während der Ziehring aus einer Grundplatte besteht weiche mit einer zu den Sektoren des Werkstückhalters komplementären Gegenprofilierung versehen ist so daß bei Zusammenfügung von Werkstückhalter und Ziehring zwischen ihren Oberflächen ein <ter zu verarbeitenden Materialdicke proportional breiter Zwischenraum gebildet wird. . , ·The invention relates to a device for deep-drawing, in particular, cylindrical hollow bodies made of blanks with a workpiece holder and a drawing ring, the workpiece holder having a central one Opening and around it on its base surface several arranged at angular distances from one another preferably has wedge-shaped sectors, while the drawing ring consists of a base plate with soft a complementary counter-profiling to the sectors of the workpiece holder is provided so that at Assembly of workpiece holder and drawing ring between their surfaces to be processed Material thickness proportionally wider gap is formed. . , ·

Beim Tiefziehen von im wesentlichen zylindrischen Hohlkörpern wird normalerweise von runden Rohlingen ausgegangen, welche durch Stanzen aus Plattenoder Streifenmaterial hergestellt worden sind. Durch Anordnung der Rohlinge in einem vorbestimmten Schema im Platten- bzw. Streifenmaterial wird ein möglichst geringer Stanzabfall angestrebt, der als zwischen den einzelnen Rohlingen zurückbleibendes Material nach dem Stanzvorgang zu Abfallmaterial zerkleinert wird. Nach dem Stanzen der Rohlinge werden diese Tiefzieh-Vorrichtungen zugeführtWhen deep-drawing essentially cylindrical hollow bodies, round blanks are normally used started out, which have been produced by punching from plate or strip material. By Arrangement of the blanks in a predetermined scheme in the plate or strip material is a The aim is to minimize punching waste as the material remaining between the individual blanks is crushed to waste material after the punching process. After punching the blanks, these Deep-drawing devices supplied

Bei einer bekannten Vorrichtung (DT-PS 271 197) der eingangs beschriebenen Art muß der Tiefziehvor- ι. gang praktisch in zwei Schritten durchgeführt werden, ι Zunächst ist es erforderlich, die Ecken des Materialstücks senkrecht abgewinkelt hochzubiegen, um beim Einführen des eigentlichen zylinderförmigen Ziehstempels ein bevorzugtes Fließen dieser hochgebogenen Materialbereiche zu gewährleisten. Durch diese starke Vorverformung des tiefzuziehenden Materialstücks besteht eine erhöhte Gefahr der Rißbildung, zumal die scharfkantigen Biegelinien beim Einführen des Ziehstempels auch noch in entgegengesetzter Richtung um den Rand der Ziehöffnung herumgezogen werden müssen. In a known device (DT-PS 271 197) of the type described above, the deep-drawing must ι. gang can be practically carried out in two steps, ι First, it is necessary to bend up the corners of the piece of material at an angle perpendicular to the Introducing the actual cylindrical drawing punch a preferred flow of this upwardly curved Ensure material areas. Due to this strong pre-deformation of the piece of material to be deep-drawn, there is an increased risk of crack formation, especially since the sharp-edged bending lines when inserting the drawing punch also have to be pulled around the edge of the opening in the opposite direction.

Zum anderen wird das tiefzuziehende Materialstück sehr stark vorverformt Aus diesem Grund können derartige bekannte Gesenke bei modernen Tiefziehverfahren, bei welchen mit relativ dünnen Blechteilen hochstabile Formteile mit darüber hinaus optimal gleichmäßig starken Wandungsquerschnitten erzeugt werden sollen, keine Verwendung finden.On the other hand, the piece of material to be deep-drawn is very strongly pre-deformed known dies in modern deep-drawing processes, in which highly stable with relatively thin sheet metal parts Molded parts can also be produced with wall cross-sections that are optimally evenly thick should not be used.

Außerdem arbeitet diese bekannte Vorrichtung insbesondere wegen ihrer großen Gesenktiefen bei relativ hohem Verschleiß unwirtschaftlich und langsam.In addition, this known device works in particular because of its large cavity depths at relatively high wear uneconomical and slow.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile des Bekannten eine Vorrichtung zum Tiefziehen von insbesondere zylindrischen Hohlkörpern zu schaffen, mit welcher einerseits Hohlkörper bei geringstmöglichem Materialverlust unter gleichzeitiger Vergrößerung der nutzbaren Topfhöhe des zylindrischen Teiles auf wirtschaftliche Weise herstellbar sind und welche andererseits konstruktiv einfach aufgebaut und funktionell zuverlässig auch bei einer modernen Großserienfertigung einsetzbar istIt is therefore the object of the invention to provide a device while avoiding the disadvantages of the known to create for deep-drawing, in particular, cylindrical hollow bodies, with which, on the one hand, hollow bodies with the lowest possible loss of material while increasing the usable pot height of the cylindrical Part can be produced in an economical manner and which, on the other hand, are structurally simple and can also be used functionally reliably in modern large-scale production

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Oberflächen der Sektoren des Werkstückhalters auf einer Kegelmantelfläche liegen und die Höhe der Sektoren in bezug auf die Basisfläche in Richtung zur öffnung hin abnimmt daß die in bezug auf die öffnung inneren Sektorenecken jeweils in einem Abstand vom Öffnungsrand entfernt enden und daß die am Ziehring vorgesehene Gegenprofiliening zu den Flanken der Sektoren aus Rippen besteht deren jeweils benachbarte Seitenflächen in einem Abstand vom Rand der Ziehringöffnung durch abgerundete Stege miteinander verbunden sind.
Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgtThis object is achieved according to the invention in that the surfaces of the sectors of the workpiece holder lie on a conical surface and the height of the sectors with respect to the base area decreases in the direction of the opening that the inner sector corners with respect to the opening each end at a distance from the opening edge and that the counter-profiling provided on the drawing ring to the flanks of the sectors consists of ribs whose respective adjacent side surfaces are connected to one another at a distance from the edge of the drawing ring opening by rounded webs.
With this device according to the invention takes place

über die Profilierung des Werkstückhalters und des Ziehringes, die jedoch das Werkstück nur vergleichsweise geringfügig verformen, eine zwangläufige Beeinflussung von einzelnen ausgewählten Fließbereichen des Rohlings, weiche es jedoch ermöglicht, das zur Verfügung stehende Ausgangsmaterial bei einer erheblichen Vergrößerung der nutzbaren Topfhöhe des zylindrischen Endproduktes optimal auszunutzen.on the profiling of the workpiece holder and the drawing ring, which, however, only compare the workpiece slightly deform, an inevitable influence on individual selected flow areas of the blank, which makes it possible, however, to use the available starting material at a considerable rate Optimal use of the increase in the usable pot height of the cylindrical end product.

Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung, die sich insbesondere für die Verarbeitung eines vergleichweise weichen Rohmaterials eignet, kann derart aufgebaut sein, daß der Ziehring vier auf gleiche Winkelabstände voneinander angeordnete Rippen aufweist und daß am Werkstückhalter entsprechend vier Sektoren ausgebildet sind.A preferred embodiment of the invention that Particularly suitable for processing a comparatively soft raw material, it can be constructed in this way be that the draw ring four at equal angular distances having mutually arranged ribs and that formed on the workpiece holder accordingly four sectors are.

Um zudem noch eine definierte Druckbelastung auf den Rohling bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sicherzustellen, können die Rippen an den Kanten zwischen ihren Oberflächen und ihren Seitenflächen jeweils Abrundungen aufweisen, deren Radien sich vom äußeren Rippenumfang zu den Stegen hin stetig verkleinern, wobei auch an den Kanten der Segmente am Werkstückhalter derartige Abrundungen vorgesehen sein können.In order to also have a defined pressure load on the blank in the device according to the invention can ensure the ribs on the edges between their surfaces and their side faces, respectively Have roundings, the radii of which decrease steadily from the outer circumference of the rib towards the webs, such roundings are also provided on the edges of the segments on the workpiece holder could be.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächstehend an Hand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigtAn embodiment of the invention is described next explained in more detail with reference to drawings It shows

F i g. 1 einen quadratischen Rohling, auf welchem verschiedene Zonen A, 2? und Cangedeutet sind,F i g. 1 a square blank on which different zones A, 2? and C are indicated,

Fig.2 eine unterseitige perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters und2 shows a perspective view from below a workpiece holder and

F i g. 3 eine oberseitige perspektivische Ansicht eines dem Werkstückhalter zugeordneten Ziehrings.F i g. 3 is a perspective view from above of a drawing ring assigned to the workpiece holder.

Wenn ein quadratischer Rohling 1 zwischen einem im wesentlichen flachen Werkstückhalter und einem Ziehring verarbeitet wird, wird dieser Rohling durch einen runden Ziehstempel zu einem praktisch zylindrischen Hohlkörper verformt, dessen Zylindermantel von den Ecken des Rohlings herrührende Spitzen aufweist Wenn ein Hohlkörper mit Hilfe dieses Werkstückhaiters und des Ziehringes aus einem runden Rohling mit dem Durchmesser des in den quadratischen Rohling gemäß F i g. 1 eingezeichneten gestrichelten Kreises gezogen wird, besitzt dieser Körper nicht die Spitzen des vorstehend erwähnten Hohlkörpers, sondern weist Ansätze auf, die ihren Ursprung in dem jeweiligen Gefüge des Rohlings haben. Zur Herstellung eines einwandfreien Tiefziehkörpers muß dann die Oberkante des Zylindermantels in beiden Fällen beschnitten werden, wobei die Spitzen einen größeren Materialverlust verursachen als die Ansätze. Der durch die Spitzen verursachte Materialverlust ist jedoch beim Ausstanzen des runden Rohlings aus dem Quadrat bereits angefallen, so daß in beiden Fällen ungefähr derselbe Materialverlust auftrittWhen a square blank 1 between a substantially flat workpiece holder and a When the drawing ring is processed, a round drawing punch turns this blank into a practically cylindrical one Deformed hollow body, the cylinder jacket of which has peaks originating from the corners of the blank If a hollow body is made from a round blank with the help of this workpiece holder and the drawing ring the diameter of the square blank according to FIG. 1 drawn dashed circle is drawn, this body does not have the tips of the aforementioned hollow body, but has Approaches that have their origin in the respective structure of the blank. To produce a flawless The deep-drawn body then has to be trimmed in both cases, the tips causing a greater loss of material than the lugs. The one caused by the tips However, material loss has already occurred when punching the round blank from the square, so that approximately the same loss of material occurs in both cases

Bei einem quadratischen Rohling 1 gemäß Fi g. 1, der zu einem zylindrischen Hohlkörper gezogen werden soll, ist zwischen den Zonen A und B zu unterscheiden. Die Zone A verläuft von einem innerhalb eines Kreises liegenden Mittelteil C in Richtung auf einen Eckpunkt, während die Zone B auf die Mitte einer Seitenkante zu verläuft Das Material der sich in Richtung auf den Mittelteil Cverbreiternden Zone A sollte nur in Radialrichtung fließen, während das Material der Zone B in tangentialer Richtung verdichtet bzw. zusammengepreßt werden sollte, so daß seine Radialdehnung vergrößert wird. Bei dem in F i g. 1 gezeigten Beispiel bedeckt eine Zone A etwa 60° des Umfangs des Mittelteils C, und die Zone B erstreckt sich über etwa 30°. Im allgemeinen ist der Durchmesser des Mittelteils C etwas größer als der Durchmesser der öffnung des Ziehrings entsprechend der Vergrößerung der Abrundungen in Richtung auf die Ziehringbohrung und beträgt etwa ein Drittel der Rohlingsoberfläche.In the case of a square blank 1 according to FIG. 1, which is to be drawn into a cylindrical hollow body, must be distinguished between zones A and B. The zone A runs from a central part C lying within a circle in the direction of a corner point, while the zone B runs towards the middle of a side edge.The material of the zone A , which widens in the direction of the central part C, should only flow in the radial direction, while the material the zone B should be compressed or compressed in the tangential direction, so that its radial expansion is increased. In the case of the FIG. 1, a zone A covers about 60 ° of the circumference of the central part C, and the zone B extends over about 30 °. In general, the diameter of the central part C is somewhat larger than the diameter of the opening of the drawing ring, corresponding to the enlargement of the roundings in the direction of the drawing ring bore, and amounts to about one third of the surface of the blank.

Um eine möglichst hohe Seitenwand des zylindrischen Hohlkörpers zu erzielen, ist es wünschenswert, daß die Oberfläche der Zone A der Größe ihres Kreisbogens am Mittelteil C proportional ist, d. h, im vorliegenden Fall sollte die Zone A etwa doppelt so groß sein wie die Zone B. In order to achieve the highest possible side wall of the cylindrical hollow body, it is desirable that the surface of the zone A is proportional to the size of its circular arc at the central part C, i. h, in the present case, zone A should be about twice as large as zone B.

Die Proportionierung zwischen den Zonen A und B sowie die Richtung der Trennlinien zwischen ihnen hängen jedoch vom Rohlingsmaterial und den Größenverhältnissen zwischen der Rohlingsoberfläche, der Materialstärke und dem Durchmesser ab.However, the proportions between zones A and B and the direction of the dividing lines between them depend on the blank material and the size relationships between the blank surface, the material thickness and the diameter.

In der Zone A soll möglichst das Auftreten von tangentialen Druckspannungen verhindert und eine Radialausdehnung so gering wie möglich gehalten werden. Dies kann dadurch geschehen, daß die Trennlinien der Zonen A in Richtung auf die Zone C hin divergieren, so daß eine tangentiale Zugspannung verbleibt, durch die die Ausdehnung in radialer Richtung vermindert wird.In zone A , the occurrence of tangential compressive stresses should be prevented as far as possible and radial expansion should be kept as low as possible. This can be done in that the dividing lines of the zones A diverge in the direction of the zone C , so that a tangential tensile stress remains, which reduces the expansion in the radial direction.

In der Zone B muß jedoch andererseits eine wesentlich höhere als die normale Druckspannung erzeugt · werden, da hier eine große radiale Ausdehnung tatsächlich erforderlich istOn the other hand, however, a significantly higher than normal compressive stress must be generated in zone B, since a large radial expansion is actually required here

Aus diesem Grund wird der Rohling bei der Vorrichtung gemäß der dargestellten Ausführungsform zusätzlichen Biegebeanspruchungen unterworfen, die nach einem vorbestimmten Schema über den Umfang von Kreisen verteilt werden, wobei die Zonen A hauptsächlich ohne große Verformung in tangentialer Richtung, getrennt von den Zonen B mit großer Stauchung in tangentialer Richtung und somit großer Dehnung in Radialrichtung belastet werden. Die Punkte auf den verschiedenen Kreis-Umfangslinien, an weichen diese Biege-Beanspruchungen angelegt werden sollen, sind auf dem Rohling 1 durch die Trennlinien zwischen den Zonen A und B angedeutet Die Biegebeanspruchung wird dadurch verwirklicht, daß die Zonen A zwischen einem Werkstückhalter 2 und einem Ziehring 3 unter mittlerer Druckkraft in ihren jeweiligen Ebenen zum Fließen gebracht und die Zonen B vor dem und während des Ziehens aus der Rohlingsebene über spezielle Kanten des Werkzeugs gebogen werden. Da diese Kanten nicht radial, sondern entsprechend längs der Trennlinien zwischen den Zonen A und B verlaufen, wird während des Ziehvorgangs in der Zone A, die sich zur Mittelachse hin verbreitert, eine tangentiale Zugbeanspruchung erzeugt, während in den Zonen B, welche durch die Werkzeugkanten senkrecht zu diesen Trennlinien verpreßt werden, eine tangentiale Druckbeanspruchung auftritt, welche das Material in beträchtlichem Ausmaß in tangentialer Richtung zum Stauchen bringt und auf diese Weise eine zusätzliche Dehnung in Radialdichtung zum Einlauf hervorbringtFor this reason, in the device according to the embodiment shown, the blank is subjected to additional bending stresses, which are distributed according to a predetermined scheme over the circumference of circles, the zones A mainly without great deformation in the tangential direction, separated from the zones B with great compression be loaded in the tangential direction and thus great expansion in the radial direction. The points on the different circle-circumferential lines, these bending stresses to be applied to soft are indicated on the blank 1 by the boundaries between the zones A and B the bending stress is realized in that the zones A between a workpiece holder 2 and a The drawing ring 3 is brought to flow under medium pressure in its respective planes and the zones B are bent over special edges of the tool before and during the drawing from the plane of the blank. Since these edges do not run radially, but rather along the dividing lines between zones A and B , a tangential tensile stress is generated during the drawing process in zone A, which widens towards the central axis, while in zones B, which is caused by the tool edges are pressed perpendicular to these dividing lines, a tangential compressive stress occurs, which brings the material to a considerable extent in the tangential direction to compress and in this way brings about an additional expansion in the radial seal to the inlet

Die Ausdehnung der Tangentialbreite der Zone A ist ein Maß für die Kompensation der tangentialen Belastungen bzw. Spannungen und ist vom Gefüge, von der Größe und der Dicke des Rohlings 1 sowie vom Durchmesser des Ziehstempels, mit welchem der Hohlkörper gezogen werden soll, abhängig. Wenn die Oberfläche des Mittelteils Cgegenüber der Gesamtfläche des Rohlings 1 klein ist, können die Trennlinien der Zone A nahezu parallel zueinander verlaufen; wenn dagegenThe extension of the tangential width of zone A is a measure of the compensation of the tangential loads or stresses and is dependent on the structure, the size and the thickness of the blank 1 and the diameter of the drawing punch with which the hollow body is to be drawn. If the surface of the central part C is small compared to the total surface of the blank 1, the dividing lines of the zone A can run almost parallel to one another; if against

der Mittelteil C groß ist, muß auch die Zone A in stärkerem Ausmaß zur Mittelachse hin divergieren. In diesem Fall muß die Zone B in wesentlich stärkerem Ausmaß zusammengepreßt werden und muß die Durchbiegung mit größerer Kraft erfolgen, wenn die Trennung zwischen den beiden Zonen bei der Verformung wirksam bleiben soll.the central part C is large, the zone A must also diverge to a greater extent towards the central axis. In this case, zone B must be compressed to a much greater extent and the deflection must take place with greater force if the separation between the two zones is to remain effective during deformation.

Gemäß F i g. 2 weist der Werkstückhalter 2 um eine zentrale öffnung 5 herum, welche von einem nicht dargestellten Ziehstempel durchsetzt werden kann, eine to ebene Basisfläche 4 auf. Auf der Basisfläche 4 sind vier Sektoren 6 aufgebracht, deren Oberflächen 7 einen Teil eines Kegelmantels mit einer Spitze bilden, welche auf der Zentralachse des Werkstückhalters 2 innerhalb der öffnung 5 liegt. Die Höhe der Sektoren 6 über der Basisfläche 4 nimmt gleichmäßig vom äußeren Umfang bis zu einer ein kleines Stück von der öffnung 5 entfernten Stelle ab.According to FIG. 2, the workpiece holder 2 has a central opening 5, which is of a not shown Drawing punch can be penetrated, a to flat base surface 4. On the base 4 there are four Sectors 6 applied, the surfaces 7 of which form part of a cone jacket with a tip, which on the central axis of the workpiece holder 2 lies within the opening 5. The height of the sectors 6 above the base area 4 increases evenly from the outer circumference to a distance a small distance from the opening 5 Turn off.

Zwischen den Sektoren 6 sind Ausnehmungen 8 ausgebildet, die sich zur öffnung 5 hin erweitern, jeweils unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind und einerseits durch die Basisfläche 4 und andererseits durch lotrechte Flanken 9 der Sektoren 6 festgelegt werden. Die Flanken 9 der Sektoren 6 stehen senkrecht zur Basisfläche 4 und verlaufen geradlinig zu den inneren Sektorenecken. Diese Flanken 9 sind zu den Oberflächen 7 hin mit Abrundungen 10 versehen, deren Krümmungsradius von den Sektorenecken zum äußeren Umfang hin zunimmtRecesses 8 are formed between the sectors 6, which widen towards the opening 5, each arranged at an angle of 90 ° to one another and are defined on the one hand by the base surface 4 and on the other hand by vertical flanks 9 of the sectors 6 will. The flanks 9 of the sectors 6 are perpendicular to the base surface 4 and run in a straight line to the inner sector corners. These flanks 9 are provided towards the surfaces 7 with rounded portions 10, the The radius of curvature increases from the sector corners to the outer circumference

Gemäß Fig.3 ist ein dem Werkstückhalter 2 zugeordneter Ziehring 3 mit einer Kegelmantelfläche 11 und einer Ziehringöffnung 12, die größer ist als die öffnung 5, versehen. Die Spitze des Kegelmantels liegt auf der Zentralachse der Öffnung 12. Der Spitzenwinkel des Kegels entspricht demjenigen der Oberflächen 7 des Werkstückhalters 2. Vier Rippen 13 ragen in Form der Arme eines Seesterns über die Kegelmantelfläche 11 hinaus, wobei die Oberflächen 14 der Rippen unter einem rechten Winkel zur Mittelachse der Öffnung 12 vorgesehen sind.According to FIG. 3, a workpiece holder 2 is assigned Drawing ring 3 with a conical surface 11 and a drawing ring opening 12 which is larger than the opening 5, provided. The tip of the cone jacket lies on the central axis of the opening 12. The tip angle of the cone corresponds to that of the surfaces 7 of the workpiece holder 2. Four ribs 13 protrude in the form the arms of a starfish over the conical surface 11 addition, the surfaces 14 of the ribs under at right angles to the central axis of the opening 12 are provided.

Da die vier Rippen 13 zu den Ausnehmungen 8 eine Gegenprofilierung bilden, sind sie entsprechend zueinander um 90° verdrehtSince the four ribs 13 form a counter-profile to the recesses 8, they are corresponding to one another rotated by 90 °

Die Oberflächen 14 erstrecken sich bis zum Rand 15, an welchem die Abrundung zur öffnung 12 hin beginntThe surfaces 14 extend up to the edge 15 at which the rounding towards the opening 12 begins

Die Rippen 13 weisen Seitenflächen 16 auf, deren Höhe gegenüber den dazwischenliegenden Sektoren der Kegelmantelfläche 11 von einem Punkt in der Nähe des Kreisumfangs 15 zum Außenumfang hin zunimmt und die parallel zur Mittelachse der öffnung 12 verlaufen, so daß sie senkrecht zu den Oberflächen 14 stehen.The ribs 13 have side surfaces 16, the height of which is compared to the sectors in between the conical surface 11 increases from a point in the vicinity of the circumference 15 to the outer circumference and which run parallel to the central axis of the opening 12, so that they are perpendicular to the surfaces 14.

Die Übergangsstellen zwischen den Seitenflächen 16 und den Oberflächen 14 sind mit Abrundungen 17 versehen, deren Krümmungsradien sich zum Außenumfang hin vergrößern. Die Rippen 13 besitzen eine der Weite der Ausnehmungen 8 entsprechende Größe, sind jedoch um mindestens das Doppelte der Dicke des zu verarbeitenden Rohlings schmäler als die Ausnehmungen 8. Aus diesem Grund sind die längs einer geraden Linie verlaufenden Seitenflächen 16 an einander benachbarten Rippen 13 durch Stege 18 miteinander verbunden und verjüngen sich nicht zu Spitzen, wie dies bei den Flanken der Sektoren 6 der Fall istThe transition points between the side surfaces 16 and the surfaces 14 are rounded off 17, whose radii of curvature increase towards the outer circumference. The ribs 13 have one of the Width of the recesses 8 corresponding size, but are at least twice the thickness of the to The processing blank is narrower than the recesses 8. For this reason, they are along a straight line Line-extending side surfaces 16 on adjacent ribs 13 are connected to one another by webs 18 and do not taper to peaks, as is the case with the flanks of sectors 6

Auf jeweils gleichen Durchmessern ragen die Rippen weniger weit über die dazwischenliegenden Sektoren der Kegelmantelfläche 11 aufwärts als die Sektoren 6 über die Basisfläche 4 des Werkstückhalters 2 hinausragen, da die durch den Werkstückhalter ausgeübte Druckkraft an diesen Stellen größer sein muß als zwischen den Rippen 13 und den Ausnehmungen 8.At the same diameter, the ribs protrude less over the sectors in between the conical surface 11 protrudes upwards than the sectors 6 beyond the base surface 4 of the workpiece holder 2, since the compressive force exerted by the workpiece holder must be greater at these points than between the ribs 13 and the recesses 8.

Die Basisfläche 4 kann aber auch kegelig ausgebildet sein, wobei die Oberfläche 14 dann ebenfalls kegelig oder auch flach geformt sein kann. Für diesen Fall ist es erforderlich, den lotrechten Abstand zwischen der Basisfläche 4 und den Oberflächen 7 vom Außenumfang zur Mittelachse hin zu verkleinern, damit zu Beginn des Ziehvorgangs der spezifische Axialdruck in der Nähe des Außenumfangs größer ist als in den näher an der Mittelachse gelegenen Bereichen des Rohlings.The base surface 4 can, however, also have a conical shape, the surface 14 then likewise being conical or can also be shaped flat. In this case it is necessary to measure the perpendicular distance between the base surface 4 and the surfaces 7 to reduce from the outer circumference to the central axis, so that at the beginning of the The specific axial pressure in the vicinity of the outer circumference is greater than in the closer to the Areas of the blank located in the central axis.

Die Flanken 9 bzw. die Seitenflächen 16 können ferner gekrümmt sein oder einen Winkel gegenüber der Zentralachse der öffnung 5 festlegen derart, daß sich die Rippen 13 von der Oberfläche 14 beispielsweise zur Kegelmantelfläche 11 hin verbreitern, während sich die Ausnehmungen 8 von der Oberfläche 7 aus zur Basisfläche 4 zu verengen. Die Mindestbreite am Zwischenraum zwischen den Flanken der Sektoren und denen der Rippen entspricht der Materialdicke des Rohlings, doch ist die Breite im allgemeinen größer, da die durch die tangentiale Biegebeanspruchung hervorgerufenen zusätzlichen Spannungen in der Praxis in der Lage sein sollten, die tangentialen Spannungen auf die gewünschte Weise zu überbrücken und die Zonen voneinander zu trennen, wobei diese Spannungen jedoch nicht so groß sein dürfen, daß der Durchgangsspalt während des Ziehvorgangs einen so großen Widerstand erzeugt, daß die Festigkeit des Rohlings stellenweise überschritten und der Rohling somit zerrissen wird. Aus diesem Grund verkleinern sich auch die Krümmungsradien 10 und 17 zusammen mit den Flanken in Richtung zur Zentralachse, da andernfalls übermäßige Spannungskonzentrationen an den Stellen der Spitzen der Flanken 9 der Sektoren 6 und in der Nähe der Stege 18 an den Enden der Seitenflächen 16 auftreten könnten.The flanks 9 or the side surfaces 16 can also be curved or an angle with respect to the Define the central axis of the opening 5 in such a way that the ribs 13 extend from the surface 14, for example to the Conical surface 11 widen out, while the To narrow recesses 8 from the surface 7 to the base area 4. The minimum width at the gap between the flanks of the sectors and those of the ribs corresponds to the material thickness of the blank, however, the width is generally larger, since that caused by the tangential bending stress additional stresses in practice should be able to reduce the tangential stresses to the desired one Way to bridge and separate the zones from each other, with these tensions however not so may be large that the passage gap creates such a large resistance during the drawing process, that the strength of the blank is exceeded in places and the blank is thus torn. For this Basically, the radii of curvature 10 and 17 decrease together with the flanks in the direction of the Central axis, otherwise excessive stress concentrations at the points of the tips of the flanks 9 of the sectors 6 and in the vicinity of the webs 18 at the ends of the side surfaces 16 could occur.

Der Werkstückhalter und der Ziehring gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform arbeiten auf die im folgenden beschriebene Weise.The workpiece holder and the drawing ring operate according to the embodiment described above in the manner described below.

Ein aus einem Blechstreifen mit weichem Gefüge ausgeschnittener quadratischer Rohling wird mit seinen Ecken auf die Rippen 13 aufgelegt Die Sektoren 6 des Werkstückhalters pressen die Zonen B gegen die Kegelmantelfläche 11, während die Zonen A zwischen den Basisflächen 4 und den Oberflächen 14 lediglich eingeklemmt gehalten werden, da der Spalt für die Zonen A größer ist als der Spalt für die Zonen B und die Zonen A nur faltenfrei gehalten werden sollen, während die Zonen B von den Sektoren in Axialrichtung umgeformt werden müssen. Somit wird in den Zonen B auch ein höherer Axialdruck erzeugt als in den Zonen A, und die tangentiale Biegespannung wird durch die Übergangsstellen zwischen den Oberflächen und den Flanken an den Trennlinien zwischen den verschiedenen Zonen hervorgerufen. Bei der Abwärtsbewegung eines Ziehstempels in die Bohrung 12, zu Beginn des Ziehvorgangs, fließt der Rohling allmählich in den Ziehspalt ein. Dabei beharren die zweifach gebogenen Werk·: Stückbereiche auf der Fließrichtung in Richtung der Trennungslinien zwischen Bereich A und B gemäß F i g. t. Aus diesem Grund werden die Flächenelemente der Zonen A des Rohlings tangential geringfügig gedehnt, so daß sie gleichmäßig auf den abgerundeten Rand 15 hin fließen können, während die durch die Sektoren 6 fließenden Flächenelemente der Zonen B zwischen den Flanken der benachbarten, aufeinander zu verlaufenden Rippen in tangentialer Richtung sehr stark zusammengepreßt werden. Diese sehr starkeA square blank cut out of a sheet metal strip with a soft structure is placed with its corners on the ribs 13 The sectors 6 of the workpiece holder press the zones B against the conical surface 11, while the zones A are only held clamped between the base surfaces 4 and the surfaces 14, since the gap for zones A is larger than the gap for zones B and zones A should only be kept free of folds, while zones B must be deformed by the sectors in the axial direction. Thus, a higher axial pressure is generated in zones B than in zones A, and the tangential bending stress is caused by the transition points between the surfaces and the flanks at the dividing lines between the different zones. During the downward movement of a drawing punch into the bore 12, at the beginning of the drawing process, the blank gradually flows into the drawing gap. Here insist the doubly bent work ·: Piece areas on the direction of flow in the direction of the dividing lines between the regions A and B in accordance with F i gt For this reason, the surface elements of the zones A to stretch the blank tangentially slightly, so that it uniformly on the rounded edge 15 toward can flow, while the surface elements of the zones B flowing through the sectors 6 are very strongly compressed in the tangential direction between the flanks of the adjacent ribs that run towards one another. This very strong one

Verdichtung könnte eine Faltenbildung hervorrufen, wenn nicht die spezifische Axialspannung an dieser Stelle größer wäre und die sonst möglicherweise leicht auftretenden Falten über die abgerundeten Kanten der lotrechten Flanken in Radialrichtung hinweggezogen werden würden. Der endgültig geformte zylindrische Hohlkörper weist in vielen Fällen noch vier von der ursprünglichen quadratischen Form des Rohlings herrührende aufrechte Wandungsspitzen auf, doch sind die zwischen diesen Spitzen liegenden tieferen Teile, welche von den geraden Seitenkanten des Rohlings herrühren, in der Weise hochgezogen und geformt, daß nach dem Zurechtschneiden ein Hohlkörper mit einem glatten Rand erhalten werden kann, der um etwa 30% höher ist als ein normalerweise bislang aus einem Rohling derselben Abmessungen hergestellter Hohlkörper. Versuche haben ergeben, daß die Zylinderwand eines auf herkömmliche Weise aus einem quadratischen Rohling mit einer Seitenlänge von 66 mm gezogenen Hohlkörpers eine Höhe von etwa 40 mm an den Spitzen und eine Mindesthöhe von etwa 21 mm besitzt Nach dem Zurechtschneiden seines Rands besitzt dieser Hohlkörper mithin eine maximale Höhe von 21 mm. Wenn der Hohlkörper auf herkömmliche Weise aus einem runden Rohling mit 66 mm Durchmesser gezogen wird, tritt ein Stanzabfall von 20% gegenüber dem quadratischen Rohling auf, wobei dieser Abfall geringer gehalten werden kann, wenn die runden Rohlinge in gegeneinander versetztem Schema, beispielsweise nach Art gleichseitiger Dreiecke, aus dem Materialstreifen ausgestanzt werden. Unabhängig von den Kosten des Stanzwerkzeugs entspricht der Stanzabfall dem Schneidabfall an den Spitzen nach dem Ziehen des Hohlkörpers.Compression could cause wrinkling, if not the specific axial stress on it Place would be larger and the otherwise easily occurring folds over the rounded edges of the perpendicular flanks would be pulled away in the radial direction. The final shaped cylindrical In many cases, the hollow body still has four resulting from the original square shape of the blank upright wall peaks, but the deeper parts lying between these peaks are which originate from the straight side edges of the blank, pulled up and shaped in such a way that after cutting to size, a hollow body with a smooth edge can be obtained, which by about 30% is higher than a hollow body normally produced up to now from a blank of the same dimensions. Tests have shown that the cylinder wall is made of a square blank in a conventional manner with a side length of 66 mm drawn hollow body a height of about 40 mm at the tips and has a minimum height of about 21 mm. After cutting its edge to size, this hollow body has therefore a maximum height of 21 mm. If the hollow body consists of a round in the conventional manner A blank with a 66 mm diameter is drawn, there is a punching waste of 20% compared to the square This waste can be kept lower if the round blanks in against each other offset scheme, for example in the manner of equilateral triangles, punched out of the strip of material will. Regardless of the cost of the punching tool, the punching waste equals the cutting waste the tips after drawing the hollow body.

Wenn dagegen mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ein Hohlkörper aus einem quadratischen Rohling mit einer Seitenlänge von 66 mm gezogen wird, ist die Zylinderwand an den Spitzen etwa 40 mm hoch, doch beträgt die Mindesthöhe 29 mm, so daß der Hohlkörper um etwa 30% höher ist als bislang üblich. Ein Hohlkörper mit derselben Höhe von 29 mm kann unter Anwendung herkömmlicher Vorrichtungen nur aus einem quadratischen oder runden Rohling von 74 bis 75 mm Größe und mit einem normalen Stanz- oder Schneidabfall von 20% erhalten werden. Die Gesamt-Einsparungen an Material belaufen sich somit auf etwa 20%.If, however, with the device described above, a hollow body from a square A blank with a side length of 66 mm is drawn, the cylinder wall at the tips is about 40 mm high, but the minimum height is 29 mm, so that the hollow body is about 30% higher than previously usual. A hollow body with the same height of 29 mm can using conventional devices only from a square or round blank from 74 to 75 mm in size and with a normal punch or Cutting waste of 20% can be obtained. The total savings in material thus amount to about 20%.

In der vorangehenden Beschreibung wurde vorausgesetzt, daß das Rohlingsmaterial ein weiches, anisotropes Gefüge besitzt Falls dies nicht zutrifft und das Material, beispielsweise infolge der Glüh- oder Walztextur, eine starke Tendenz zur »Ohren«- oder »ZipfeI«-Bildung besitzt, bestehen zwei Möglichkeiten. Bei einem Walzgefüge bilden sich normalerweise vier unter einem Winkel von 45° zur Walzrichtung liegende »Ohren«, während bei anderen Werkstoffen die Bildung von sechs »Ohren« nicht ausgeschlossen istIn the preceding description it was assumed that that the blank material has a soft, anisotropic structure If this is not the case and that Material, for example due to the annealed or rolled texture, has a strong tendency to form "ears" or "tails" there are two possibilities. In the case of a rolled structure, there are usually four under "Ears" lying at an angle of 45 ° to the rolling direction, while with other materials the formation of six "ears" is not excluded

Bei Verwendung runder Rohlinge und wenn die Möglichkeit besteht, die Rohlinge in bestimmter Ausrichtung auf das Tiefziehwerkzeug aufzulegen, kann bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung eine Ausrichtung des Rohlings auf dem Ziehring in der Weise erfolgen, daß die »Ohren«-Bildung vorteilhaft ausgenutzt wird. Dies kann dadurch geschehen, daß die Haupt-Verlaufsrichtung der Rippen und die Verlaufsrichtung der »Ohren« in Übereinstimmung miteinander gebracht werden. Tatsächlich muß in diesem Fall das in der Zone zwischen den »Ohren« liegende Material auf spezielle Weise in Radialrichtung gedehnt bzw. gestreckt werden, um ein gleichmäßiges Überfließen zu gewährleisten. Der gleichmäßige Materialfluß wird durch Verdichten bzw. Zusammenpressen dieser Zonen in tangentialer Richtung durch die Anlegung der zusätzlichen Biegebeanspruchung bewirkt Die Punkte, an welchen die Biegebeanspruchung auf die verschiedenen Kreis-Umfangslinien ausgeübt wird, sollte dann auf Linien liegen, welche wenigstens parallel zu der Richtung verlaufen, in der sich die »Ohren« bilden würden. Vorzugsweise'divergieren die Seitenflächen 16 der Rippen 13 in diesem Fall nicht mehr auf die Zentralachse zu, sondern laufen bei jeder Rippe parallel zueinander; dasselbe gilt auch für die die Ausnehmungen 8 umreißenden Flanken 9. Falls eine Wahrscheinlichkeit für eine »Ohren«-Bildung unter einem anderen Winkel als unter 45° zur Walzrichtung besteht sollten die Rippen und die Ausnehmungen selbstverständlich unter kleineao ren Winkein als diese zueinanderliegen. Wenn sechs »Ohren« gebildet werden, können die Rippen und die Ausnehmungen unter Winkeln von 30, 90 bzw. 30° zur Walzrichtung liegen. Dadurch wird eine Möglichkeit für eine Materialeinsparung in bezug auf den Rohlingsas durchmesser geboten, während der Stanzabfall für die Herstellung runder Rohlinge unvermeidbar bleibtWhen using round blanks and if there is the possibility, the blanks in a certain orientation to be placed on the deep-drawing tool, in the case of the device described above, an alignment of the blank on the drawing ring are carried out in such a way that the "ears" are advantageously used will. This can be done in that the main course of the ribs and the course of the "ears" coincide with one another to be brought. In fact, in this case the material lying in the zone between the "ears" must be on be stretched or stretched in a special way in the radial direction in order to achieve an even overflow guarantee. The uniform flow of material is achieved by compressing or compressing these zones in the tangential direction caused by the application of the additional bending stress The points, an which the bending stress is exerted on the various circumferential lines of the circle should then be on lines which run at least parallel to the direction in which the "ears" would form. Preferably diverge the side surfaces 16 of the ribs 13 in this case no longer towards the central axis, but run parallel to each other at each rib; the same also applies to those outlining the recesses 8 Flanks 9. If there is a likelihood of "ears" forming at an angle other than if there is less than 45 ° to the rolling direction, the ribs and the recesses should of course be less than ao ren angles than these are to one another. When six "ears" are formed, the ribs and the Recesses are at angles of 30, 90 or 30 ° to the rolling direction. This becomes a possibility for a material saving in relation to the blank as diameter is required, while the punching waste for the production of round blanks remains unavoidable

Wenn unrunde wie quadratische oder rechteckige Rohlinge aus einem zu »Ohren«-Bildung neigenden Werkstoff hergestellt werden, wobei die beim Stanzen auftretenden Materialverluste durch die ununterbrochenen geraden oder unterbrochenen Stanzlinien vermindert oder ausgeschaltet werden, kann die »Ohren«- Bildung auf andere Weise als vorstehend beschrieben ausgenutzt werden, indem sie an den Stellen zugelassen wird, an denen eine zusätzliche Ausdehnung bzw. Streckung nötig wäre. Hierbei handelt es sich um die Stellen, an denen der Abstand zum Mittelteil des Rohlings am kleinsten ist d. h. gegenüber den geraden oder nahezu geraden Kanten des Rohlings. Dabei tritt in Richtung der die einander gegenüberliegenden Ecken miteinander verbindenden Diagonallinien nur der normal übliche Materialfluß in Radialrichtung auf, während sich die Materialstreckung an den einander gegenüberliegenden Kanten aus der Verformung infolge der »Ohren«-Bildung und der radialen Ausdehnung bzw. Strekkung zusammensetzt weiche durch die durch die zusätzliche tangentiale Biegebeanspruchung bewirkte tangentiale Verdichtung hervorgerufen wird. In diesem Fall liegen die Punkte, auf weiche diese Belastung ausgeübt wird, auf Linien, die weitgehend parallel zu den Diagonallinien verlaufen, so daß sich die tangentiale Breite der Zonen A des Rohlings nicht zur Mittelachse hin vergrößertIf non-round such as square or rectangular blanks are made from a material that tends to form "ears", whereby the material losses occurring during punching are reduced or eliminated by the uninterrupted straight or interrupted punching lines, the "ears" formation can be done in a different way than above can be exploited by allowing them to be used in those places where additional expansion or stretching would be necessary. These are the points at which the distance from the central part of the blank is smallest, ie compared to the straight or almost straight edges of the blank. In the direction of the diagonal lines connecting the opposing corners, only the normal flow of material occurs in the radial direction, while the material stretching at the opposing edges is composed of the deformation due to the "ears" formation and the radial expansion or stretching the tangential compression caused by the additional tangential bending stress is produced. In this case, the points on which this load is exerted lie on lines which run largely parallel to the diagonal lines, so that the tangential width of the zones A of the blank does not increase towards the central axis

Falls sich die einzelnen Ohren nicht symmetrisch zueinander bilden, können die Flanken der Rippen und der Sektoren nicht symmetrisch zur Haupt-Orientierungsrichtung angeordnet sein. In diesem Fall läßt sich mittels eines Versuchswerkzeugs, an dem die Sektoren und die Rippen abnehmbar befestigt sind, die optimale Zuordnung der Profilierung feststellen. Es empfiehlt sich hierbei von einem rechteckigen oder nahezu quadratischen Rohling an Stelle eines quadratischen Rohlings auszugehen, was keinen Einfluß auf das Ausschneiden der Rohlinge aus dem Platten- oder Streifenmaterial hat, sondern tatsächlich zur Materialeinsparung beitragen kann.If the individual ears are not symmetrical to one another, the flanks of the ribs and of the sectors not be arranged symmetrically to the main orientation direction. In this case you can by means of a test tool to which the sectors and the ribs are detachably attached, the optimal one Determine the assignment of the profiling. It is advisable here to use a rectangular or almost square one Blank instead of a square blank, which does not affect the cutting out the blanks made of the plate or strip material, but actually to save material can contribute.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

409539/18409539/18

Claims

Patent claims:

1. Device for deep drawing, in particular, of cylindrical hollow bodies from blanks with a workpiece holder and a pull ring, the workpiece holder having a central opening and around it around on his. Base surface several arranged at angular distances from one another, preferably Has wedge-shaped sectors, while the drawing ring consists of a base plate, soft with a complementary to the sectors of the workpiece holder counter-profiling is provided so that when assembling the workpiece holder and the drawing ring between their surfaces one of the parts to be processed Material thickness proportionally wider space is formed, characterized in that that the surfaces (7) of the sectors (6) of the workpiece holder (2) on a conical surface and the height of the sectors in relation to the base surface (4) in the direction of the opening (5) decreases towards that with respect to the opening (5) inner sector corners each in one End distance from the edge of the opening away and that the counter-profiling provided on the pull ring (3) to the flanks (9) of the sectors (6) consists of ribs (13), the respective adjacent side surfaces (16) at a distance from the edge (15) of the drawing ring opening (12) by rounded webs (18) with one another are connected.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the drawing ring (3) has four ribs (13) arranged at equal angular distances from one another and that four sectors (6) are formed on the workpiece holder accordingly.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the ribs (13) on the edges each have rounded portions (17) between their surfaces (14) and their side faces (16), whose radii decrease steadily from the outer circumference of the ribs towards the webs (18).

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sectors (6) at the edges are provided with rounded portions (10) between their surfaces (7) and their flanks (9), whose radii decrease steadily from the outer circumference of the sector towards the sector corners.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the base surface (4) is conical, the tip of the cone lying within the opening (5)

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flanks (9) and the side surfaces (16) run parallel to the wall of the opening (5).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ribs (13) and the sectors (6) are detachably attached to the drawing ring (3) or the workpiece holder (2).