DE1752023A1

DE1752023A1 - Werkzeuganordnung zur Herstellung von Fliesspressteilen von teilweise verringertem Querschnitt

Info

Publication number: DE1752023A1
Application number: DE19681752023
Authority: DE
Inventors: Hans Kuhn
Original assignee: F B HATEBUR AG
Current assignee: F B HATEBUR AG
Priority date: 1967-03-29
Filing date: 1968-03-22
Publication date: 1971-04-29
Also published as: FR1560794A; GB1224052A; BE712874A; SE353849B; CH489294A; JPS5012384B1; US3555874A; NL6704471A

Description

. HANS Wiemuth 4Düsseldorf-oberkassel

date WTA MWi Γ Τ DOMINIKANERSTR. 37, POSTFACH 728

HAlfcNTANWALT TELEFON 574022

TELEGR. PATENTBRYDGFS DDSSELDORF POSTSCHECK KÖLN 110052 DRESDNER BANK 14-241969 COMMERZBANK 650994

^DEN 21. Llära 1968

IHR ZEICHEN:

MEINZEICHEN 1-3619 -5/19

Betr·: Patent- und Gebrauchsmusterhilf sanmeldung

P.B. Hatebur AG
Basel / Schweiz

Werkzeuganordnung zur Herstellung von Fliesspressteilen von teilweise verringertem Querschnitt

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeuganordnung zur Herstellung von IPliesspressteilen von teilweise verringertem Querschnitt, d.h. von Profilteilen, welche sich aus zwei oder mehreren in axialer Richtung aneinandergrenzenden Abschnitten verschiedener Dicke bzw. verschiedenen Durchmessers zusammensetzen.

Diese Werkzeuganordnung weist eine iXtatrize und einen dieser gegenüber koaxial angeordneten Stempel auf, die beide je eine

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ORIGINAL INSPECTED

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axiale Zentralbohrung und je einen in dieser Bohrung gesteuert verschiebbaren Gegenhalter bzw· Auswerfer aufweisen und von denen piatrize und/oder Stempel längs ihrer gemeinsamen Achse gesteuert hin- und herbewegbar sind.

Bei den bekannten Werkzeuganordnungen dieser Art hat der Stempel eine flache bzw. erhobene Stirnpartie und stösst den Rohling in die mit einer oder mehreren Verengungen versehene fiatrizenbohrung. Das Auswerfen des Presslings muss dabei notwendigerweise von der Matrizenseite her erfolgen, wobei der matrizenseitige Auswerfer gegen die Stirnfläche des verjüngten Abschnittes des Presslings drückt und beim Aussto.ssen sowohl die an der Wandung des dickeren Presslingsabschnittes als auch die in der Verengung auftretenden Reibungskräfte überwinden muss. Aufgrund dieses relativ hohen Reibungswiderstandes wird der dünnere Schaftteil des Presslings häufig während des Ausstossens deformiert. Ausserdem wird hierbei der relativ dünne Auswerferdorn einer hohen Knickbeanspruchung ausgesetzt, was erfahrungsgemäß s leicht zu dessen Zerstörung führen kann.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Werkzeuganordnung behebt diesen Nachteil. Sie ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das zu erzielende Profil des Werkstückes teilweise in der Matrize und zum restlichen l'eil im Stempel als Hohlform vorhanden ist und der den Rohling vor Beginn des Verformungsvorganges aufnehmende Stempelkopf unter dem

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Einfluss eines nachgiebigen Druckmittels 3tent, das diesen in Richtung der Matrize zu drücken trachtet»

Bei einer derartigen Ausbildung der Fliesspresswerkzeuge wird erreicht, dass der Pressling sowohl raatri zerv» als auch stempelseitig ausgeworfen wird und dass die dem dickeren Presslingsabschnitt entsprechende Wandreiöung von dem stärker bemessenen Auswerfer überwunden wird* wobei das Risiko einer ungewollten Verformung der dünneren Presslingsteile so gut wie ausgeschlossen ist

Unter "Matrize¹' wird im allgemeinen dasjenige Werkzeug einer Fliesspressanordnung verstanden, in das der Rohling zwecks seiner Verformung vollständig hinein« gestossen wird. Bei der vorliegenden Werkzeuganordnung wird der Rohling zwar auch in die Matrize hineingestos~ sen, verbleibt aber teilweise noch im Stempel, Der Klarheit halber sei daher ausdrücklich erwähnt, dass in der nachfolgenden Beschreibung und in den Ansprüchen stets dasjenige Werkzeug als ^flStempel" bezeichnet wird, das den Rohling vor dessen Verformung aufnimmt, so dass die Querschnittsverminderung des Werkstückes jeweils in der ""Matrize" erfolgt.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen:

Fig 1 einen Schnitt durch die Werkzeuganordnung

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kurz nach dem Einsetzen des Rohlings.

Flg. 2 einen Schnitt durch die Werkzeuganordnung kurz nach dem Zusammenfahren von Stempel und Matrize, jedoch noch vor Beginn der Verformung,

Flg. 3 einen Schnitt durch die Werkzeuganordnung an Ende des Verforraungsvorgangee,

Flg. 4 einen Schnitt durch die Werkzeuganordnung nach dem Ausstossen des Presslings.

Die in Flg. 1 sohematlsch dargestellte Werkzeuganordnung besteht aus einem hin- und herbewegbaren Stempel 1 und einer ortsfesten Matrize 2.

Der Stempel 1 weist einen praktisch in Form eineβ Hohlzylinders ausgebildeten Stempelkörper 3 auf, der an seiner der Matrize 2 zugewandten Stirnseite einen radial nach innen gerichteten Bund 3a besitzt. Dieser Bund dient als Anschlag für einen in der Bohrung des Stempelkörperβ 3 axial gleitbar geführten Stempelkopf 4, der von einer Schraubenfeder 5 gegen den Bund 3^a gedrückt wird. Die Schraubenfeder 5 stützt sloh mit ihrem dem Stempelkopf 4 abgewandten Ende auf einen In der Bohrung des Stempelkörpers 3 unverrückbar angeordneten Einsatz 6.

Der Stempelkopf 4, weIoher im wesentlichen die Form eines abgestuften Krelszylindere hat, weist ein· Zentralbohrung 7 *uf, dl· Mit einer la Einsatz 6 befindlichen Zentralbohrux* ? fluohtet und matrlseiNtaltlg

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In eine Vertiefung 9 von kreisförmigem Querschnitt mündet,> In den beiden Zentralbohrungen 7 und 8 ist ein Auswerfer 10 geführt, der durch einen an sich bekannten Antriebsmechanismus in Abhängigkeit von der Arbeitsbewegung des Stempels 1 gesteuert ist- Ein Bund LL begrenzt die Bewegung des Auswerfers IO in bezug auf den Einsatz 6 und den Stempelkopf 4„

Im matrizenseitigen Endabschnitt der Zentralbohrung 7 befindet sich der zu verformende Roh ling 1«?, dessen Lage in der Bohrung 7 durch die ihm als Anschlag dienende vordere Stirnfläche des Auswarfers IO bestimmt lsi-

Die dem Stempel 1 koaxiai gegenüber angeordr-e te Matrize .? weist ein ebenfalls prakras'.h als Hohl/./Under auegebildetes Matrtzengehäuse ^!5 auf, in aas ein

mi», einem zentralen, stirnsei Ligen Zentrierprofi I l*la versehener Matrizenkopf 14 eingesetzt 1st; und in
seiner Lage durch eine Büchse 15 gehalten wirdo Das Zentrierprofil l^a 1st in seinen Abmessungen genauestens auf die Vertiefung 9 des Stempels abgestimmt, so dass beim
gegenseitigen Aufeinandertreffen von Stempel und Matrize eine genaue Zentrierung gewährleistet ist Die Büchse 15 weist eine Zentralbohrung 16 auf, die mit einer Zentralbohrung bohrung 17 des Matrizenkopf es lh fluchtet., Die Bohrung
17 erweitert sich stempelseitig zu einer Fliessschräge

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l8. In den Bohrungen l6 und 17 1st ein Auswerfer 19 ge» führt« der von einem an sich bekannten Antriebsmechanismus In Abhängigkeit von der Arbeitsbewegung des Stempels 1 bewegt wird. Die Matrize 2 selbst Bei im vorliegenden Fall als ortsfest angenommen

Der Stempel 1 ist mit einem an sich bekannten Antriebsmechanismus, beispielsweise einem Kurbeltrieb, gekuppelt und führt eine hin» und hergehende Bewegung aus. Die beiden Auswerfer 10 und 19 können 2 B durch Kurvenscheiben gesteuert sein, welche Ihrerseits eben· falls mit der Antriebswelle des genannten Kurbeltriebes gekuppelt sind, so dass die von diesen Kurvenscheibe!! abgeleiteten Auswerferbewegungen absolut synchron mit den Arbeitsbewegungen des Fliesspressstempels ablaufen. Diese Antriebs bzw, Steuerelemente stehen mit der v'orliegenden Erfindung In keinerlei direktem Zusammenhang Da es sich ausserdem um Maschinenelemente handelt, welche längst bekannt und in zahlreichen Maschinen aus geführt sind, wurde auf deren Darstellung verzichtet.

Der Rohling 12, welcher ir? die aus Flg. 3 und 4 ersichtliche Form gebracht werden soll, befindet sich bei der in Flg. 1 dargestellten Ausgangsphase In der Bohrung des Stempelköpfeβ 4. Fig. 2 zeigt die Werk» zeuganordnung in einer zweiten Phase. Die Matrize 2 hat, einschliesslich des Auswerfers 19, ihre ursprüngliche

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Lage beibehalten, während der Stempel durch den Kurbeltrieb in Richtung auf die Matrize vorgeschoben wurde. Beim Auftreffen des Stempele auf die Stirnseite der Matrize schiebt sich die Erhebung l4a in die Vertiefung 9# wodurch der Stempel genauestens inbezug auf die Matrize zentriert wird» Der Auswerfer 10 wurde gleichzeitig mit dem Stempel 1 um das gleiche Mass verschoben. Im vorliegenden Falle erfolgt diese gleichseitige Vorschubbewegung

über den Bund 11, mit dem der Auswerfer 10 auf dem Einsatz 6 aufsitzt und daher mit dem Stempel vorgeschoben wird»

Nach Erreichen der in FAg, "? veransobeul lebten Aufsetzlage setzt der Stempel seine Vorschubbewegung fort,wobei der Stempelkopf k unter Ueberwindung der Gegenkraft der Feder 5 eine Relativbewegung inbezug auf das Stempelgehäuse 3 ausführt, bis er nach dem Zusammendrücken der Feder seine Endstellung erreicht (Fig. 3). Gleichzeitig mit dem Stempelgehäuse 3 schiebt sich nun auch der Auswerfer 10 nach vorn, wobei er den Rohling teilweise in die gegenüberliegende Bohrung der ortsfesten Matrize hineindrückt und verformt. Der gemäss Figo 2 mit Ausnahme

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seiner oberen« matrizenseitlgen Stirnfläche allseitig umschlossene Rohling kann dabei nur in die Bohrung des Matrizenkopfes Ik ausweichen; er dringt über die Fliessschräge ld in die Bohrung 17 ein und bildet somit den gewünschten dünneren Schaftteil 12a (Fig. 3), wahrend der andere Abschnitt, dessen Dicke unverändert blieb, in der Bohrung des Stempelkopfes verbleibt.

Beim Uebergang von der in Fig. 2 dargestellten Arbeitsphase zur Phase nach Pig. 3 bewegte sich somit der Stempel 1 mit dem Auswerfer lO in Richtung der Matrize 2,während gleichzeitig der Stempelkopf 4 eine Axialverschiebung um das Mass a (Fig.3) gegenüber dem Stempelgehäuse 3 ausführte. Der Auswerfer 19 befindet sich immer noch in seiner ursprünglicher, in Flg. 1 und 2 gezeigten Lage.

Nach der Verformung muss der Pressling 1? nun ausgestoeeen werden. Zu diesem Zwecke wird der Stempel 1 im Rückhub von der Matrize 2 abgehoben, während der Auswerfer 10 unter dem Einfluss seiner Kurvenscheibe eine etwas langsamere Rücklaufbewegung ausführt, so dass er beim Uebergang von Flg. 3 nach Fig« 4 eine Relativbewegung zum Stempelkopf 4 ausführt und den Pressling 12 aus der Bohrung des Stempelkopfes auswirft. Gleichzeitig hat sich aber auch der Auswerfer 19 unter der Einwirkung der ihn zugeordneten Kurvenscheibe in Richtung des Stempel· verschoben und den Pressling aus

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der Bohrung des Matrizenkopfes Ik ausgeworfen. Da der matrizenseltige Auswerfer 19 hierbei nur die an der Wandung des dünneren Schaftteiles 12a auftretende Reibung zu überwinden hat und der Schaftteil 12a ausserdem beim Auswerfen allseits satt geführt ist, ist eine Deformierung beim Auswerfen ausgeschlossen.

Wie aus Fig. k ersichtlich ist, liegt der Bund 11 des Auswerfers 10 in dieser Endphase auf der inneren Stirnfläche des Stempelkopfes 4 auf. Zwecks erneuter Ueberführung in die Ausgangstage nach Fig. 1 kann der Auswerfer 10 unter der Einwirkung einer nicht dargestellten Zugfeder stehen, die den Bund 11 wieder gegen den Einsatz 6 zieht, sobald die Kurvenscheibe des Auswerfers dies zulässt. Der ganze Stempel 1 wird dabei gleichzeitig durch seinen Kurbeltrieb wieder in seine Ausgangslage gebracht, worauf ein weiterer Rohling eingesetzt und verformt werden kann.

Bei der vorbeschriebenen Werkzeuganordnung war die Matrize 2 als ortsfest angenommen worden, während nur der Stempel 1 eine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann. Ee wäre aber ohne weiteres auch möglich, die Matrize 2 mit dem Antriebsmechanismus zu verbinden und den Stempel 1 ortsfest auszuführen. Von besonderem Interesse kann auoh eine gleichzeitige Bewegung beider Werkzeuge 1 und 2 sein, 4a dies eine beträchtliche

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Entlastung des Maschlnenrahmens mit sich bringen kann.

Bei der beschriebenen Anordnung kann der Pressling entweder zuerst aus der Matrize, oder zuerst aus dem Stempel oder auch gleichzeitig aus beiden ausgeworfen werden.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet nur dann einwandfrei, wenn die sich gegenseitig berührenden StirnflKohen von Stempel und Matrize mit grosser Genauigkeit aufeinanderpassen und somit eine Gratbildung beim Fliesepressvorgang vermeiden. Das einwandfreie VorwKrtsfHessen des Materials wird zudem durch den Umstand erleichtert, dass sich der gesamte, vorstehend beschriebene Arbeitsablauf innerhalb eines Bruchteiles einer Sekunde abspielt und das sich ver~ formende Material mit grosser Geschwindigkeit in die Matrizenbohrung elnschlesst.

Die Plleesschräge 18 der Matrizenbohrung soll genauestens In die der Aufnahme des Rohlings dienende Stempelbohrung 7 übergehen.

Die der gegenseitigen Zentrierung von Stempel 1 und Matrize 2 dienende Erhebung l4a könnte ohne weiteres auoh am Stempel angebracht sein, wobei die Vertiefung 9 dann matrlaeoseltlg vorzusehen wäre.

Die Schraubenfeder 5 kann selbstverständlich durch ein beliebiges anderes Rückstellmittel, beisplels-

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weise eine hydraulische, nach Art eines Stossdämpfers arbeitende Vorrichtung ersetzt werden«

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Claims

1752Ü23 Patentansprüche

1. Werkzeuganordnung zur Herstellung von Fliesspressteilen von teilweise verringertem Querschnitt, mit einer Matrize und einem dieser gegenüber koaxial angeordneten Stempel, die beide je eine axiale Zentralbohrung und je einen In dieser Bohrung gesteuert verschiebbaren Gegenhalter bzw. Auswerfer aufweisen und von denen iyiatrlze und/oder Stempel längs Ihrer gemeinsamen Achse gesteuert hin- und herbewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das zu erzielende Profil des Werkstückes teilweise In der Matrize (2) und zum restlichen Teil im Stempel (1) als Hohlform vorhanden ist und der den Rohling vor Beginn des Verformungsvorganges aufnehmende Stempelkopf 14) unter dem Einfluss eines nachgiebigen !Druckmittels steht, welches diesen in Richtung der Matrize (2) zu drücken trachtet.

2. Werkzeuganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempelkopf (4) als ein verschiebbar im Stempelkörper (3) gelagerter, unter dem Einfluss mindestens einer Druckfeder (5) stehender Einsatz ausgebildet ist.

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