DE19755104A1 - Tiefziehverfahren - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Tiefziehverfahren zur Herstellung eines zumindest einen zylindrischen Endabschnitt aufweisenden Ringes, der in einer Fase endet, bei dem aus einem tiefziehfähigen Flächengebilde in aufeinanderfolgenden Stufen ein Vorfarmling herausgetrennt und in die Gestalt eines Ringes überführt und mit der Fase versehen wird.

Stand der Technik

Ein solches Verfahren ist bekannt. Es dient unter anderem zur Erzeugung sogenannter Winkelringe, die beispielsweise für die Herstellung von Dichtringen mit einer Dichtlippe aus polymerem Werkstoff benötigt werden. Der zylindrische Endabschnitt solcher Winkelringe ist außenseitig in einer Fase versehen, um das axialgerichtete Einschieben des Endabschnitts in eine aufnehmende Bohrung zu erleichtern. Die Fase schließt bei solchen Winkelringen mit der Achse des Ringes einen vorherbestimmten Winkel von ca. 30° ein und wird im allgemeinen durch eine nachträgliche, spanabhebende Bearbeitung des bereits tiefgezogenen Ringes erzeugt. Der damit verbundene Aufwand ist erheblich insofern, als es schwierig ist, die einzelnen Ringe vollautomatisch aufzunehmen, aufzuspannen und mit der erforderlichen Präzision schneidend zu bearbeiten.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tiefziehverfahren der eingangs genannten Art zu zeigen, daß es entbehrlich macht, die Fase durch eine schneidende Nachbearbeitung des Winkelringes zu erzeugen bei deutlich verbesserter Maßhaltigkeit als bisher.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, das Anbringen der Fase in den Tiefziehprozeß zu integrieren. Dabei wird die Fase im wesentlichen durch eine Prägung an dem Vorformling angebracht. Der Vorformling liegt beim Anbringen der Fase noch in ebener Gestalt vor. Die Erzielung einer großen Maßhaltigkeit im Bereich der Fase ist dadurch stark erleichtert. Auch ist die Erzeugung im Zuge eines Prägeprozesses in technischer Hinsicht wesentlich einfacher durchführbar als unter Anwendung spanabhebender Verfahren.

Die Prägung und das Ausstanzen des Vorformlings können zeitlich aufeinanderfolgend oder gemeinsam im selben Arbeitstakt bewirkt werden.

Eine zeitlich aufeinanderfolgende Durchführung der beiden Arbeitsschritte gestattet es, verhältnismäßig einfach gestaltete Werkzeuge zu verwenden. Eine gemeinsame Durchführung der Prägung und des Ausstanzen in einer einzigen Arbeitsstufe hat demgegenüber den Vorteil, daß sich eine Verminderung der Werkzeuggröße ergibt.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn der Vorformling nach dem Ausstanzen in der durch den Stanzvorgang erzeugten Öffnung abgelegt und mittels des Flächengebildes in die nachfolgende Stufe überführt wird. Hierdurch ist es nicht nur entbehrlich, separate Handlingswerkzeuge für den Weitertransport des Vorformlings vorzusehen, sondern es ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, daß die Positionierung des Vorformlings in der nächstfolgenden Stufe außerordentlich präzise gelingt insofern, als sich in der spanfrei erzeugten Stanzöffnung eine automatisch eine spielfreie Ablage des Vorformlings ergibt. Mittels des ohnehin präzise durch das Werkzeug hindurch geführten Flächengebildes gelingt es daher ganz besonders einfach, den vorgeprägten Vorformling mit der erforderlichen Präzision in die nächst­ folgende Verformungsstufe einzuspeisen. Im allgemeinen besteht das Flächengebilde aus einem streifenförmigen Band, welches kontinuierlich von einem Coil abgewickelt und taktgesteuert durch das Werkzeug hindurchgeführt wird. Der diesbezüglichen Bewegung folgt der vorgeformte Vorformling bis zu seiner Fertigstellung. Unkontrollierte Relativverlagerungen des Vorformlings und nachfolgende Fehlverformungen sind dadurch weitestgehend ausgeschlossen.

Als zweckmäßig hat es sich bewährt, wenn der Vorformling in einer dem Prägen nachfolgenden Stufe tiefgezogen wird. Die zunächst den in ebener Gestalt vorliegenden Vorformling im Bereich des Außenrandes begrenzende Fase wird dadurch in den Bereich eines zylindrischen Endabschnittes des herzustellenden Ringes überführt. Dabei kann sich zwar eine Veränderung der ursprünglichen Dimensionen der Fase ergeben. Die diesbezüglichen Veränderungen lassen sich aber sehr genau erfassen und bei der Dimensionierung des zunächst zur Anwendung gelangenden Vorprägewerkzeuges so berücksichtigen, daß die am Fertigteil vorhandene Fase die gewünschten Dimensionen tatsächlich aufweist. Die zusätzliche Anwendung eines zusätzlichen, zweiten Prägeschrittes zur nachträglichen Kalibrierung der bereits vorhandenen Fase in einer weiteren Stufe ist selbstverständlich ebenfalls möglich, aber mit separatem Aufwand verbunden. Es wird daher im allgemeinen angestrebt, eine hinreichende Kalibrierung bereits bei der ersten Prägung vorzusehen.

Hierbei ist auch zu berücksichtigen, daß eine Nachkalibrierung im allgemeinen nur dann zum Tragen kommt, wenn die Vorkalibrierung nicht von hinreichender Präzision ist. Eine generell vorgesehene Nachkalibrierung bedingt insofern keinen Werkzeugverschleiß bei der Nachkalibrierung in denjenigen Fällen, in denen die in der ersten Stufe erzielte Kalibrierung bereits von hinreichender Präzision ist. Durch das generelle Vorsehen einer Nachkalibrierstelle ist es insoweit möglich, im Rahmen vollautomatischer Fertigungen eine Null- Fehlerrate zu erzielen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Das erfindungsgemäße Tiefziehverfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnungen weiter verdeutlicht. Die einzelnen Verformungsstufen werden dabei anhand der Fig. 1 bis 7 gezeigt.

Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt das zur Verarbeitung gelangende, Flächengebilde 3 in längsgeschnittener Darstellung. Es besteht im allgemeinen aus einem metallischen Blech, beispielsweise aus Stahlblech.

Fig. 2 verdeutlicht die erste Verformungsstufe. Sie besteht darin, daß das Flächengebilde an der vorgesehenen Stelle mit einem Zentrierloch 7 versehen wird, beispielsweise durch Stanzen.

Die Anbringung des Zentrierlochs 7 erfolgt taktweise aufeinanderfolgend an vorherbestimmten Stellen. Sie ist relativ einfach insofern, als das Flächengebilde im allgemeinen aus einem Stahlband besteht, welches von einem Coil abgewickelt und unter Anwendung eines taktweisen Vorschubes durch das verwendete Werkzeug hindurchgeführt wird. In dem Stahlband welches beispielsweise eine Breite von 7 cm haben kann, werden folglich in regelmäßigen Abständen von beispielsweise von 7 cm Zentrierlöcher 7 angebracht.

Fig. 3 zeigt die Verfahrensstufe in der das Flächengebilde mit einer die Zentrieröffnung 7 konzentrisch umschließenden Prägung 4 von keilförmigem Profil versehen wird. Das Anbringen der Prägung 4 kann bedarfsweise gleichzeitig im Ausstanzen des Vorformlings 5 aus dem Flächengebilde 3 bewirkt werden, jedoch gegebenenfalls auch vor oder nach dem diesbezüglichen Arbeitsschritt. Um eine konzentrische Zuordnung zu dem Zentrierloch zu gewährleisten hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn das Prägewerkzeug durch einen am vorderen Ende kegelig verjüngten Führungsdorn geführt wird, der einen der Zentrieröffnung entsprechenden Durchmesser besitzt und dem Prägewerkzeug voreilend in das Zentrierloch eintaucht und gegebenenfalls eine Nachjustierung bewirkt.

Fig. 4 zeigt eine Verfahrensstufe, in der der ebene Vorformling 5 durch Ausstanzen aus dem Flächengebilde 3 heraus getrennt worden ist. Er weist im Bereich seines Außenumfanges eine Fase 2 auf, die durch eine Begrenzungsfläche der ursprünglichen Prägung 4 gebildet ist.

In Fig. 5 ist diejenige Verfahrensstufe wiedergegeben, in der der Vorformling 5 zurückgeführt worden ist in die durch den Stanzprozeß erzeugte Öffnung 6 des Flächengebildes 3. Bei der schrittweisen Vorwärtsbewegung des Flächengebildes 3 durch das gesamte Werkzeug gelingt es hierdurch, den Vorformling 5 der nächsten Bearbeitungsstufe in sehr präziser Weise zu zuführen. Eine Nachkorrektur des diesbezüglichen Position läßt sich gegebenenfalls unter erneuter Verwendung der Zentrieröffnung 7 erreichen.

Fig. 6 zeigt eine Verfahrensstufe, in der der Vorformling durch einen Tiefziehprozeß plastisch verformt und in die Gestalt eines sogenannten Winkelringes überführt worden ist, der im Bereich eines zylindrischen Endabschnitts i außenseitig mit einer Fase 2 versehen worden ist. Es ist offensichtlich, daß die Fase 2 gegebenenfalls auch auf der Innenseite des Winkelringes 8 angeordnet sein könnte oder bei einem Gebilde von rohrförmiger Gestalt an beiden Enden. Dazu ist es lediglich erforderlich, die Prägung 4 gemäß Fig. 3 an den entsprechenden Stellen vorzusehen. Dem einschlägig erfahrenen Fachmann bereiten diesbezügliche Überlegungen jedoch keine Schwierigkeiten, weshalb es sich erübrigt, im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung auf solche Möglichkeiten einzugehen.

Fig. 7 schließlich zeigt den gebrauchsfertigen Winkelring 8, bei dem die Zentrieröffnung 7 durch eine zentrale Ausnehmung 9 ersetzt ist. Auch diesbezüglich kann ein Stanzprozeß zur Anwendung gelangen, bei dem dem eigentlichen Stanzwerkzeug ein Zentrierdorn voreilt, der in die Zentrieröffnung eintaucht und eine Nachjustierung des Vorformlings im erforderlichen Maße bewirkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich unter Verwendung verhältnismäßig einfach gestalteter Werkzeuge vollautomatisch und spanlos durchführen und ermöglicht es, Null-Fehlerraten hinsichtlich der Dimensionierung der Fase zu erzielen. Die Anwendung ist außerordentlich wirtschaftlich. Insbesondere in Bezug auf die Massenfertigung von Winkelringen für die Herstellung von Dichtringen ist seine Anwendung von hervorzuhebender Bedeutung.

Claims (6)

1. Tiefziehverfahren zur Herstellung eines zumindest einen zylindrischen Endabschnitt (1) aufweisenden Ringes, der in einer Fase (2) endet, bei dem aus einem tiefziehfähigen Flächengebilde (3) in aufeinanderfolgenden Stufen ein Vorformling (5) herausgetrennt und in die Gestalt eines Ringes überführt und mit der Fase (2) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase (2) im wesentlichen durch eine Prägung (4) an dem Vorformling (5) angebracht wird.

2. Tiefziehverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung (4) und das Ausstanzen des Vorformlings (5) aufeinanderfolgend oder gemeinsam bewirkt werden.

3. Tiefziehverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (5) nach dem Ausstanzen in der durch den Stanzvorgang erzeugten Öffnung (6) abgelegt und durch das Flächengebilde (3) in die nachfolgende Stufe überführt wird.

4. Tiefziehverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorformling (5) in einer der Prägung (4) nachfolgenden Stufe tiefgezogen wird.

5. Tiefziehverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase (2) in der nachfolgenden Stufe kalibriert wird.

6. Tiefziehverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Flächengebilde (3) ein streifenförmiges Band verwendet wird.