DE19743857C2

DE19743857C2 - Method and device for the production of frustoconical sheet metal parts from flat sheet metal blanks

Info

Publication number: DE19743857C2
Application number: DE19743857A
Authority: DE
Inventors: Egon Hagedorn
Original assignee: Hagedorn Metallwaren Ther GmbH
Current assignee: Hagedorn Metallwaren Ther GmbH
Priority date: 1997-10-04
Filing date: 1997-10-04
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2017-10-05
Also published as: DE19743857A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Blechteilen aus ebenen Blechzuschnitten.The present invention relates to a method and a Device for the production of truncated cones Sheet metal parts from flat sheet metal blanks.

Kegelstumpfförmige Blechteile werden in vielen Bereichen der Technik sowohl als Halbzeug als auch als Endprodukt benötigt, beispielsweise können Lampenschirme auf diese Weise hergestellt werden.Truncated cone-shaped sheet metal parts are used in many areas of the Technology needed both as a semi-finished product and as an end product, for example, lampshades can be made in this way getting produced.

Stand der Technik sind blechumformende Verfahren, hier sind insbesondere zu nennen:
Sheet-metal forming processes are state of the art, and the following should be mentioned in particular:

- Metal pressing, this will make a flat one, in this case circular stamped part by means of a roller from all sides pressed over a mandrel. One disadvantage is one uneven metal taper, which in the upper area of the cone is particularly pronounced.
- Metal folds, the flat stamped part is in one Work step folded up and in another Working step bent into a round shape. The disadvantage is here in particular that several operations on each other must be ranked. Furthermore, the manufacture of the necessary tools very difficult and usually only possible using complex eroding processes.

Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung kegelstumpfförmiger Blechteile ist aus der DE 39 04 599 A1 bekannt. Hier wird ein Spritzbeutel beschrieben, der zumindest in den wesentlichen Arbeitsgängen tiefgezogen wird. Hierdurch können jedoch inhomogene Materialverjüngungen auftreten, welche sich nachteilig auf die Oberflächenbeschaffenheit des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteils auswirken.A method and an apparatus for manufacturing frustoconical sheet metal parts is from DE 39 04 599 A1 known. Here a piping bag is described which is deep-drawn at least in the essential work steps. However, this can result in inhomogeneous material tapering occur which adversely affect the Surface quality of the manufactured impact frustoconical sheet metal part.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, kegelstumpfförmige Blechteile aus ebenen Blechzuschnitten in einem Arbeitsgang herzustellen, wobei keine großflächigen Blechverjüngungen auftreten sollen. The object of the present invention is therefore frustoconical sheet metal parts from flat sheet metal blanks in to produce in one operation, with no large-scale Sheet taper should occur.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein ebener Blechzuschnitt, der aus einem inneren in etwa kreisförmigen Bereich sowie an diesem über einen etwa kreisförmigen Umfang angeordneten äußeren Bereichen besteht, welche jeweils Abwicklungen eines Teils der Mantelfläche des zu erzeugenden kegelstumpfförmigen Blechteils sind, mittels einer Biegevorrichtung in einem Arbeitsgang zu einem kegelstumpfförmigen Blechteil gebogen wird.According to the invention this object is achieved in that a flat sheet metal cut, from an inner roughly circular area as well as on this about an outer regions arranged in a circular circumference, which each develop a part of the lateral surface of the to be generated frustoconical sheet metal part, by means of a bending device in one operation to one frustoconical sheet metal part is bent.

Die Abwicklung wird dabei so gewählt, daß der ebene Blechzuschnitt punktsymmetrisch zur Mittelachse des Kegels ist. Bohrungen und Durchbrüche, die der Kegel in seiner endgültigen Form aufweisen soll, können an diesem ebenen Blechzuschnitt bereits angebracht werden.The settlement is chosen so that the level Sheet metal cut point symmetrical to the central axis of the cone is. Holes and breakthroughs made by the cone in its should have the final shape, can at this level Already cut sheet metal.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein von seinen Hauptfunktionselementen her zweiteiliges Werkzeug, welches aus einer Matrize, deren Innenfläche der Außenfläche des herzustellenden Kegels entspricht sowie einem Stempel, dessen kegelstumpfförmiger vorderer Bereich den Abmessungen des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteiles abzüglich der Blechdicke entspricht, vor.The inventive device for performing the method according to the invention sees one of its Main functional elements fro two-part tool, which from a die, the inner surface of the outer surface of the corresponds to the cone to be produced and a stamp whose frustoconical front portion the dimensions of the to be manufactured frustoconical sheet metal part minus the Corresponds to the sheet thickness.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß mittig in der Matrize ein axial verschiebbarer Gegenhalter angebracht ist. Aufgabe des Gegenhalters ist es, das Blechstück gegen Verrutschen zu sichern und zugleich eine unbeabsichtigte Verformung der Deckfläche zu verhindern. Dazu weist der Gegenhalter vorzugsweise einen Zentrierstift auf, der durch ein in der Mitte des ebenen Blechzuschnitts angebrachtes Loch in eine Bohrung des Stempels eingreift. Der Konus des Stempels weist dazu vorteilhafterweise an seiner Spitze eine Stirnfläche auf, deren Durchmesser dem Durchmesser des Stempels abzüglich der doppelten Blechdicke des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteiles beträgt. Um einen Betrieb auch bei verschmutztem Werkzeug zu ermöglichen und um mögliche Fertigungstoleranzen anzugleichen, wird die Passung Zentrierstift/Zentrierbohrung vorzugsweise als Spielpassung ausgeführt.A preferred embodiment of the invention The device provides that an axially in the middle of the die sliding counterholder is attached. Task of The counterholder is to prevent the piece of sheet metal from slipping secure and at the same time an unintentional deformation of the To prevent top surface. The counterholder points to this preferably a centering pin, which is in the by a Hole made in the middle of the flat sheet metal blank Bore of the punch engages. The cone of the stamp points advantageously an end face at its tip whose diameter is less than the diameter of the stamp twice the sheet thickness of the one to be manufactured frustoconical sheet metal part. To an operation to enable even with dirty tools and around Adjusting possible manufacturing tolerances becomes the fit Centering pin / centering hole preferably as a clearance fit executed.

Der Stempel wird vorzugsweise mittels einer Feder gegen den Stempel gedrückt. Der Federweg ist so bemessen, daß der Stempel vollständig aus der Matrize herausgedrückt werden kann.The stamp is preferably against the by means of a spring Stamp pressed. The travel is dimensioned so that the Stamps are pushed completely out of the die can.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigenThe following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to drawings. Show

Fig. 1 einen beispielhaften ebenen Blechzuschnitt als Ausgangsprodukt; Figure 1 shows an exemplary flat sheet metal blank as a starting product.

Fig. 2 ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugtes kegelstumpfförmiges Blechteil in der Seitenansicht; Figure 2 is an image produced by the inventive method frustoconical sheet metal part in the side view.

Fig. 3 das kegelstumpfförmige Blechteil gemäß Fig. 2 in der Draufsicht; Fig. 3 shows the frustoconical sheet metal part of Figure 2 in plan view.

Fig. 4 die zugehörige Vorrichtung im Schnitt. Fig. 4 shows the associated device in section.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.First, reference is made to FIG. 1.

Ein ebener Blechzuschnitt 6 als Ausgangsprodukt läßt sich in zwei Bereiche einteilen; einen inneren kreisförmigen Bereich 61, welcher der Deckfläche des kegelstumpfförmigen Blechteils entspricht sowie zwei äußere Bereiche 62, die sich in etwa als Abwicklungen je einer halben Kegelmantelfläche ergeben. Mittig im inneren kreisförmigen Bereich 61 ist vorzugsweise ein Zentrierloch 63 angebracht. Der ebene Blechzuschnitt 6 wird vorteilhafterweise in einem Arbeitsgang durch Stanzen hergestellt.A flat sheet metal blank 6 as the starting product can be divided into two areas; an inner circular area 61 , which corresponds to the top surface of the truncated cone-shaped sheet metal part, and two outer areas 62 , which result approximately as developments of half a conical surface area. A centering hole 63 is preferably made centrally in the inner circular region 61 . The flat sheet metal blank 6 is advantageously produced in one operation by stamping.

Fig. 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Vorrichtung zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Blechteilen im Schnitt. Sie umfaßt eine rotationssymmetrische Matrize 2 mit einer trichterförmigen Vertiefung, deren innere Oberfläche 21 der äußeren Form des herzustellenden Kegels entspricht. Am oberen Rand der trichterförmigen Vertiefung ist diese mit einer umlaufenden Abrundung 22 versehen. In der Mitte der Matrize 2 ist eine Bohrung angebracht, durch die ein Gegenhalter 4 nach oben herausragt. Der Gegenhalter 4 besitzt an seiner oberen Stirnseite einen Zentrierstift 41. Fig. 4 shows a preferred embodiment for the device for producing frustoconical sheet metal parts in section. It comprises a rotationally symmetrical die 2 with a funnel-shaped depression, the inner surface 21 of which corresponds to the outer shape of the cone to be produced. At the upper edge of the funnel-shaped depression, this is provided with a circumferential rounding 22 . In the middle of the die 2 there is a hole through which a counter-holder 4 protrudes upwards. The counter holder 4 has a centering pin 41 on its upper end face.

An seiner unteren Stirnseite besitzt der Gegenhalter 4 eine Federgegenplatte 42, die von einer Gegenhalterfeder 43 nach oben gedrückt wird. Die Gegenhalterfeder 43 stützt sich an einem Matrizenunterteil 5 ab, welches gleichzeitig als Führung für die Federgegenplatte 42 bei deren Niederdrücken dient. In die Matrize 2 kann ein Stempel 3 eingefahren werden. Der Stempel besteht in seinem unteren Bereich aus einem Konus 31 sowie einer Auflagefläche 33. Die Mantelfläche des Konus 31 entspricht dabei in etwa der inneren Form des herzustellenden Kegels. Senkrecht zur Auflagefläche 33 ist eine Zentrierbohrung 32 angebracht. In die Zentrierbohrung 32 kann der Zentrierstift 41 eingreifen. Die Auflagefläche 33 liegt dann auf der den Zentrierstift 41 umgebenden Stirnfläche des Gegenhalters 4 an.On its lower end face, the counter holder 4 has a spring counter plate 42 , which is pressed upwards by a counter holder spring 43 . The counter-holder spring 43 is supported on a lower die part 5 , which also serves as a guide for the spring counter-plate 42 when it is pressed down. A punch 3 can be inserted into the die 2 . The lower part of the stamp consists of a cone 31 and a contact surface 33 . The outer surface of the cone 31 corresponds approximately to the inner shape of the cone to be produced. A center hole 32 is provided perpendicular to the support surface 33 . The centering pin 41 can engage in the centering bore 32 . The bearing surface 33 then lies on the end face of the counter-holder 4 surrounding the centering pin 41 .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Blechteils aus dem oben beschriebenen ebenen Blechzuschnitt 6 mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung verläuft nun wie folgt:The method according to the invention for producing a frustoconical sheet metal part from the flat sheet metal blank 6 described above using the device described above now proceeds as follows:

Der ebene Blechzuschnitt 6 wird so auf den Gegenhalter 4 aufgelegt, daß der Zentrierstift 41 durch das Zentrierloch 63 ragt. Der Stempel 3 wird nun auf den Gegenhalter 4 zugestellt, wobei der Zentrierstift 41 in die Zentrierbohrung 32 eingeführt wird. Mit der Auflagefläche 33 wird der ebene Blechzuschnitt 6 gegen den Gegenhalter 4 gedrückt, wobei die Gegenhalterfeder 43 einen Gegendruck erzeugt. Durch den Zentrierstift 41 und durch die reibschlüssige Verbindung zwischen Gegenhalterstirnfläche, ebenem Blechzuschnitt 6 und Auflagefläche 33 wird der ebene Blechzuschnitt 6 in waagerechter Richtung fixiert. Der Stempel 3 wird nun weiter in Richtung der Matrize 2 zugestellt, wobei der Gegenhalter 4 entgegen der Federkraft der Gegenhalterfeder 43 zurückgeschoben wird. Durch die Zustellbewegung werden zunächst die beiden äußeren Bereiche 62 des ebenen Blechzuschnitts 6 entlang der Begrenzungslinie zwischen innerem kreisförmigen Bereich 61 und der beiden äußeren Bereiche 62 nach oben hin umgebogen. Durch die Abrundung 22 wird dabei der Blechzuschnitt geschont. Sobald der Konus 31 die äußeren Bereiche 62 berührt, werden diese zudem in radialer Richtung gebogen. In der Endposition des Stempels 3 liegen die äußeren Bereiche 62 auf ihrer ganzen Fläche sowohl an der inneren Oberfläche 21 der Matrize 2 als auch am Konus 31 des Stempels 3 an. Der ebene Blechzuschnitt 6 nach Fig. 1 ist so zu einem kegelstumpfförmigen Blechteil wie es in Fig. 2 in der Seitenansicht und Fig. 3 in der Draufsicht dargestellt ist, gebogen worden. Entlang der Ränder der äußeren Bereiche 62 verbleiben je ein Spalt 64, deren Breite abhängig ist von der Genauigkeit des ebenen Blechzuschnitts 6. Der ebene Blechzuschnitt 6 könnte ebenso über mehr als zwei äußere Bereiche 62 verfügen, die jeweils einen entsprechend kleineren Teil der Kegelstumpfabwicklung umfassen. Bei z. B. drei äußeren Bereichen 62 umfaßt jeder Bereich etwa ein Drittel der Kegelabwicklung, entsprechend befinden sich dann drei um etwa 120 Grad versetzte Spalte 64 am erfindungsgemäß gefertigten kegelstumpfförmigen Blechteil.The flat sheet metal blank 6 is placed on the counter holder 4 in such a way that the centering pin 41 projects through the centering hole 63 . The punch 3 is now delivered to the counter holder 4 , the centering pin 41 being inserted into the centering bore 32 . With the bearing surface 33 of the flat sheet metal blank 6 is pressed against the counter-holder 4, wherein the counter-holder spring 43 creates a back pressure. The centering pin 41 and the frictional connection between the counter-holder end face, the flat sheet metal blank 6 and the support surface 33 fix the flat sheet metal blank 6 in the horizontal direction. The punch 3 is now fed further in the direction of the die 2 , the counter-holder 4 being pushed back against the spring force of the counter-holder spring 43 . As a result of the infeed movement, the two outer regions 62 of the flat sheet metal blank 6 are first bent upward along the boundary line between the inner circular region 61 and the two outer regions 62 . Rounding 22 protects the sheet metal blank. As soon as the cone 31 touches the outer regions 62 , these are also bent in the radial direction. In the end position of the stamp 3 , the outer regions 62 rest on their entire surface both on the inner surface 21 of the die 2 and on the cone 31 of the stamp 3 . The flat sheet metal blank 6 according to FIG. 1 has been bent into a frustoconical sheet metal part as shown in FIG. 2 in a side view and in FIG. 3 in a top view. A gap 64 each remains along the edges of the outer regions 62 , the width of which depends on the accuracy of the flat sheet metal blank 6 . The flat sheet metal blank 6 could also have more than two outer areas 62 , each of which comprises a correspondingly smaller part of the truncated cone development. At z. B. three outer areas 62 each area comprises about a third of the cone development, accordingly there are three columns 64 offset by about 120 degrees on the frustoconical sheet metal part produced according to the invention.

Claims

1. A process for the production of frustoconical sheet metal parts from flat sheet metal blanks, characterized in that a flat sheet metal blank ( 6 ) which consists of an inner approximately circular area ( 61 ) and on said outer areas ( 62 ) arranged over an approximately circular circumference, which are in each case developments of a part of the lateral surface of the truncated-cone-shaped sheet-metal part to be produced, are bent in one operation to a truncated-cone-shaped sheet-metal part by means of a bending device.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sheet metal blank ( 6 ) is centered during the bending process by means of suitable means ( 32 , 41 , 63 ).

3. The method according to claim 2, characterized in that the sheet metal blank ( 6 ) in its inner circular region ( 61 ) has an approximately centrally aligned centering hole ( 63 ).

4. Device for applying the method according to claim 1, characterized in that it consists of a die ( 2 ) with an inner funnel-shaped surface ( 21 ) and a stamp ( 3 ), the inner surface ( 21 ) of the die ( 2 ) has the shape of the surface of the truncated cone-shaped sheet metal part to be produced, and a cone ( 31 ) of the plunger ( 3 ) has the shape of the truncated cone to be produced minus the sheet metal thickness.

5. The device according to claim 4, characterized in that the die ( 2 ) has an axially extending bore in the center, in which a counter-holder ( 4 ) is axially displaceably mounted.

6. The device according to claim 5, characterized in that the counter-holder ( 4 ) on its face facing the punch ( 3 ) has a centering means ( 41 ), for example in the form of a pin.

7. The device according to claim 4 to 6, characterized in that the cone ( 31 ) on its side facing the die ( 2 ) has a small end face ( 33 ) whose diameter corresponds approximately to the diameter of the top surface of the frustoconical sheet metal part to be produced.

8. The device according to claim 7, characterized in that the end face ( 33 ) has a centering hole ( 32 ) in the center, the diameter of which is dimensioned such that the centering pin ( 41 ) can be inserted with play into the centering hole ( 32 ).

9. Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that a spring ( 43 ) presses the counter-holder ( 4 ) via a spring counter plate ( 42 ) connected thereto in the direction of the stamp ( 3 ), the spring counter plate ( 42 ) in a lower part ( 5 ) of the die ( 2 ) is guided.

10. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the inner funnel-shaped surface ( 21 ) has a circumferential rounding ( 22 ).