DE19751918C2 - Eindrückung in einen plastisch verformbaren Werkstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eindrückung entsprechend dem Oberbegriff von Patentan­ spruch 1.

Aus der FR 2 482 484 ist eine Eindrückung in Form einer Sicke in einem Rohrkörper be­ kannt, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Sicken dieser Art können nur eine relativ geringe Tiefe aufweisen, da ansonsten Risse auftreten.

In der DE-OS 20 20 868 und der DE-PS 69 305 werden Verfahren beschrieben, wie man Eindrückung größerer Tiefe vornehmen kann, die einen gekrümmten Eindrückgrund aufweisen. Der Eindrückgrund ist halbkreisförmig ausgeführt, wodurch die Breite der Eindrückung relativ groß ausfällt.

Bei einigen Anwendungen muß die Eindrückung aber eine große Tiefe in Verbindung mit einer geringen Breite aufweisen. Ein Beispiel dafür ist aus der DE 42 36 961 A1 be­ kannt, bei der eine Eindrückung Teil einer Brandsicherung für einen Schwingungsdämp­ fer ist. Die notwendige Tiefe der Eindrückung wird von der Wandstärke des Kolbenrin­ ges des Schwingungsdämpfers mitbestimmt. Es muß gewährleistet sein, daß die Ein­ drückung auf der Kolbenoberseite zur Anlage kommen kann. Insbesondere bei gespritz­ ten oder mehrlagigen Kolbenringen, z. B. wie aus der DE 195 01 792 A1 bekannt, muß eine Eindrückung besonders tief aber auch schmal sein, da die Breite der Eindrückung als Verlustlänge für den Schwingungsdämpferhub anzusehen ist.

Aus den Aufsätzen von Petzold, W., Werkzeuge zum Fertigen von Versteifungssicken, in Bänder Bleche Rohre 4-1991, Seiten 37-40 und Widmann, M., Optimierte Herstellung und Versteifungswirkung von geschlossenen Halbrundsicken, in Blech Rohre Profile 32 (1985) 3, Seiten 125 bis 131 sind grundlegende Zusammenhänge bei der Ausgestaltung von Sicken bekannt.

Der Aufsatz von Calrricoats, P. J. B, Some recent advances in microwave feflector anten­ nas, in Prc. IEE, Vol. 126, No. 1 January 1979, offenbart die technische Anwendung von Blechumformungen am Beispiel von Reflektoren von Parabolantennen, wobei die Re­ flektoren aus einer Blechtafel in eine parabolische Form plastisch gedrückt werden. Der Reflektor weist einen gekrümmten Abschnitt am Grund der Eindrückung und einen wei­ teren sich anschließenden Abschnitt mit dem Verlauf einer Parabel auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Geometrie für eine Eindrückung zu rea­ lisieren, die eine große Tiefe in Verbindung mit einer geringen Breite ermöglicht, wobei die Rißbildung minimiert werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der gekrümmte Eindrückgrund verhindert die Rißbildung an dieser Stelle. Der weitere parabelförmige Abschnitt ermöglicht es dem verdrängten Werkstoff in eine Fließbewe­ gung überzugehen, die ebenfalls der Rißgefahr entgegenwirkt, jedoch ein günstiges Verhältnis von Eindrücktiefe zu Eindrückbreite zu läßt. Im ersten parabelförmigen Ab­ schnitt wird eine größere Materialmenge fließend verdrängt, die am Eindrückwerkzeug in Richtung der Oberfläche des Werkstücks "weiterfließen" kann. Je größer der Keilwin­ kel des Eindrückwerkzeuges am Scheitelpunkt des Eindruckgrundes, um so geringer ist die Rißbildung an dieser Stelle.

Im Hinblick auf eine besonders tiefe Eindrückung schließt sich dem parabelförmigen weiteren Abschnitt in Richtung der Oberfläche ein zylindrischer Abschnitt an. Umfang­ reiche Versuche haben gezeigt, daß ein einmal in eine Fließbewegung übergegangener Werkstoff auch einer so starken Umformbewegung unterzogen werden kann, die einen zylindrischen Abschnitt erlaubt.

Um der Rißbildung zusätzlich entgegenzuwirken weist der parabelförmige Abschnitt an seinen Übergängen zu benachbarten Abschnitten jeweils dieselbe Steigung wie die be­ nachbarten Abschnitte auf. Es liegt im mathematischen Sinn eine stetige Kontur der Eindrückung vor.

Sofern es die Meßmöglichkeiten des Anwenders erlauben, weist der erste gekrümmte Abschnitt am Grund der Eindrückung einen parabelförmigen Abschnitt auf.

Dabei weist der parabelförmige Abschnitt am Grund einen kleineren Steigungsfaktor auf als der sich anschließende parabelförmige Abschnitt. Im ersten parabelförmigen Ab­ schnitt wird eine größere Materialmenge fließend verdrängt, die am Eindrückwerkzeug in Richtung der Oberfläche des Werkstücks "weiterfließen" kann. Je größer der Keilwin­ kel des Eindrückwerkzeuges am Scheitelpunkt des Eindruckgründes, um so geringer ist die Rißbildung an dieser Stelle.

Das Eindrückprofil ist derart ausgelegt, daß die Eindrückung punktförmig oder als eine Sicke ausgeführt sein kann.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die einzige Figur zeigt eine Vergrößerung einer Eindrückung 1 in eine Oberfläche 3 ei­ nes Körpers, der aus einem plastisch verformbaren Werkstoff, z. B. Blech besteht. Die Eindrückung läßt sich in mehrere Abschnitte gliedern. Zum einen ist ein Grund 5 vor­ handen, der einen Scheitelpunkt x₀ aufweist mit den Koordinaten 0/0. Für den Grund, der sich vom Scheitelpunkt bis zur Breite x₁ erstreckt, kann wahlweise eine Halb­ rundform oder eine Parabelform nach der Gleichung y = m₁ (x_i/2)² vorgesehen sein. Die Entscheidung hinsichtlich der Form des Grundes ist abhängig von den Herstellungsmöglichkeiten für das Eindrückwerkzeug. Eine Halbrundform läßt sich gerade bei einem kleinen Maß x_i leichter herstellen und vor allem überprüfen.

Etwa ab der Meßbreite x₂ setzt ein weiterer Abschnitt 7 an, der eine Parabelform auf­ weist, wobei der Steigungsfaktor m₂ des zweiten Abschnitts größer ist als der Stei­ gungsfaktor m₁ der ersten Parabel oder der Halbrundform. Am Übergangspunkt haben beide Abschnitte dieselbe Steigung, so daß ein knickfreier stetiger Übergang vorliegt. Mit den Meßbreiten x₂ bis x₁₄ ist der zweite Abschnitt bestimmt, wobei Höhenpunkte y_i ausgehend vom Scheitelpunkt x₀ den Zusammenhang des zweiten Abschnitts verdeutli­ chen sollen.

Der zweite parabelförmige Abschnitt geht in einen zylindrischen Abschnitt 9 konstanter Breite über. Am oberen Auslauf der Eindrückung ist zur Oberfläche 3 ein Übergangsra­ dius 11 angeprägt, der eine Rißbildung am Auslauf verhindert.

Das Maß y₁₅ gleicht in etwa dem Maß ∅ x₁₄, wodurch ersichtlich wird, daß ein sehr günstiges Verhältnis von Eindrücktiefe zu Eindrückbreite erreicht werden kann. Je nach Anwendung kann die Eindrückung punktförmig oder auch als Sicke eingesetzt werden.

Claims (4)

1. Punkt- oder sickenförmige Eindrückung in die Oberfläche eines plastisch verformba­ ren Werkstoffs, insbesondere Metall, wobei die Eindrücktiefe mindestens der Ein­ drückbreite entspricht, und am Grund der Eindrückung ein erster gekrümmter Ab­ schnitt vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich dem ersten gekrümmten Abschnitt (5) in Richtung der Oberfläche (3) mit knickfreiem stetigen Übergang ein weiterer Abschnitt (7) anschließt, der im Quer­ schnitt den Verlauf einer Parabel aufweist und desses Steigungsfaktor (m₂) größer ist als der Steigungsfaktor (m₁) des ersten gekrümmten Abschnitts (5).

2. Eindrückung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich dem parabelförmigen weiteren Abschnitt (7) in Richtung der Oberfläche (3) ein zylindrischer Abschnitt (9) anschließt.

3. Eindrückung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der parabelförmige Abschnitt (7) an seinen Übergängen zu benachbarten Ab­ schnitten (5; 9) jeweils dieselbe Steigung wie die benachbarten Abschnitte (5; 9) aufweist.

4. Eindrückung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste gekrümmte Abschnitt (5) am Grund der Eindrückung einen parabel­ förmigen Querschnitt aufweist.