DE2000352A1

DE2000352A1 - Verfahren zur Herstellung eines abgestuften Rohres durch Warm-Fliesspressen aus einem Metall-Rohling

Info

Publication number: DE2000352A1
Application number: DE19702000352
Authority: DE
Inventors: Sauerbrey Horst M
Original assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 1970-01-07
Filing date: 1970-01-07
Publication date: 1971-07-22
Also published as: GB1329225A

Description

Anmeld er in: Firma Lang ena/t ein & Schemann Aktiengesellschaft

Titel: Verfahren zur Herstellung eines abgestuften ..Rohres durch Warm-Fließpressen aus einen Ketall-Rohling

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines langen, schlangen, abgestuften Rohres mit einem vorderen Abschnitt größeren Querschnitts, einem Abschnitt sich verjüngenden Querschnitts und einem hinteren Abschnitt kleineren Querschnitts durch V/arm-Flie?,pressen aus einen Hetall-Rohling, bei dem das Fließpressen in mindestens zwei einander folgenden Schritten erfolgt, von denen mindestens einer ein Vorwärts-Fließpreß-Schritt ist.

Es ist möglich, ein langes, schlankes, abgestuftes Rohr mit unterschiedlichen Quersohnitteii., d. h. mit einem Abschnitt größeren Querschnitts, einen Abschnitt sich verjüngenden Querschnitts und einem Abschnitt kleineren Querschnitts, ausgehend von Rohrmaterial, das gleich dem maximalen Durchmesser des fertigen Rohrei3 ist, unter besonderen Hämmermaschinen herzustellen. Der Abschnitt sich verjüngenden Querschnitts erhält durch Hämmern eine Form, die verfahrensbedingt keine

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ausreichend ausgeprägten und sauberen Konturen haben kann, wodurch dann in der· nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitung' erhebliche Kosten entstehen, die sich wiederurri zu den Kos ton des teuex'en Aus.rangsnaterial addieren.

Es ist auch möglich, ein langes, schlankes, abjentuftos Rohr mit unterschiedlichen Querschnitt durch reines R-HckwärtG-Fliü.?iprea.'.!en herz.-.stellen. Hier v/ird das Rohr in mehrerer, aufeinanderfolgenden Schritten bzw. Operationen ei: ti an/:; verschiedenen Preßdornen rückwärts-fließ^oprel't. Handelt es sich um relativ lan^e Rohre η it ^e-ringer ^uercohni t torclaz ir-r να/ι ^!md in Verhältnis zur L'.'n/je kleinen Innendurch'.ies.-·:;rr:, ::o ist die Konzentrizität des Rohres nicht ;ov/ährloic ■et. Es ergeben sich also fertifjun^sbedingte und von SchlanT'hbics.jrad des Rohres abhfin^i-je V/anddickontoleranzen, die da^ ζί1τ.:;;ϊ/;θ IIa°. mitunter v;eit überschreiten.

Durch die Deutsche Patentschrift 9''4 205 ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines abgestuften Zündkerzen^ehäuses r.iit unterscliißdlichern Querschnitt durch Kalt-Pließpressen aus einem Me tall-Rohlin;; bekannt, bei den das Plie.^preü::en in mindestens zv,oi einander folgenden Schritten erfolgt. Bei dem Zündherzen -ehriuse ist zwar die Länge größer als .?ein £röPter Durchnesser, jedoc}i ist es kein langes, schlankes Rohr, bei den die Län^e uri ein vielfaches f;ro':?er ist als der ,'größte DurchnesHcr. Bei dem bekannten Verfahren wird ein dickwandiges H'ilsens tiick zunächst durch Vorwartn-Pl Le^f pressen

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verfomt .·ηα r. ο dann ;las π ich ergebende Zwischen.;'.:rkstücl: durch Rüe].v;ärt:---71ie'.?prestren geformt. Ss v;ird hier Im rrveiten Schritt aacli cU r Ab-;Clmi⁺-t Meineren ^ueroGiinitts durch Rückv;ärtG-l?liu Zpresse η ;eforrit.

Die Erfindung sieht nun ein Verfahren der anfangs genannten Art vor, das dadurch :e": .eüiniveichnet ist, daß zunächst 3er Abschnitt kleineren Querschnitts durch Vorwärts-Pließpressen eines vorderen Abschnittes eines dick\vai:5i ;οιί äohrstückes '.md sodann der Abeolnaitt _f;r^xßsren Querschnittes aus einen hintere]! Abschnitt des Rohrstückes durch Vorv.'ärts-PlieiBpressen r,üformt \;ird. Bei einen erf indun^s^eiaäßen Verfahren v;irc das außen zylindrische Rohrstück in zwei Schritten zu dera abgestuften Rohr um,/eformt, wobei die äuPere und innere Abstufung des Rohres bereits bein ersten Schritt erzeugt wird.

Bei dem erfindunga^emä^en Verfahren werden der vordere Abschnitt des Rohres und der hintere Abschnitt des Rohres jeweils aus besonderen Abschnitten des Rohrstückes hergestellt, d. h. derjenige Abschnitt des Rohrs tüclces, aus den der vordere Abschnitt des Rohres gebildet wird, trägt nicht zur Bildung des hinteren Abschnittes des Rohres bei und umgekehrt. Beim 7ormen des hinteren Abschnittes ist der vordere Abschnitt bereits fertiggeformt, sodaB die wirksame Länge de3 Preßdornes kurz gehalten v/erden kann. Zwar wird ebenfalls wie bei einer Herstellung ausschließlich durch Rückwärts-Fließpres:;en bei Durchführung des zweiten Schrittes

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der während des ersten Pließpreß-Schrittes hergestellte Abschnitt des Rohres bewegt, jedoch befindet sich der zu formende Abschnitt des Rohres zwischen dem fertigen Abschnitt und demjenigen Ende des V/erkstückes, auf welches zum Fließpressen Kraft ausgeübt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind vollkommen zylindrische Innen- und Außendurchnesser des Rohres erreichbar. Man erhM.lt geringste Wanddickentoleranzen bzw. größtmögliche Konzentrizität. Es sind nur geringe Bearbeitungszugaben erforderlich. Man erhält ausgeprägte Konturen an Querschnittsübergängen. Es ist billiges Knüppelmaterial verwendbar. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für den Kraftfahrzeugbau, z. B. Hohlwellen für Getriebe, geeignet.

Anhand der Zeichnungen wird nachfolgend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Vordornen,

Fig. 2 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Rückwärts-Fließprecnen,

Fig. ⁷ eine Ansicht einer Vorrichtung zum Auslochen,

Fig. 4 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Vorwärts-Fließprepnen und

Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Vorrichtung zum Vorwärt^-fließpressen.

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Bei einen Verfahren, das mit den Vorrichtungen gemäß Zeichnung durchführbar ist, v/ird zunächst, zwecks Heroteilung eines dünnwandigen Achsrohres für ein Kraftfahrzeug, aus einem Knüppel durch Brechen der Kanten und Vorstauchen ein volles Rundrnatsrialstüclv hergestellt, das im Querschnitt rund ist, dessen Höhe etwas größer ist als dessen Durchmesser und das frei von Stirnzunder und Seitenzunder iet. Dieses Rundmaterialstück wird ßemäB Fig. 1 einer ersten Ve rf omungs operation unterworfen. Hierzu wird es in eine Matrize 1 eingedrückt, die einen runden Querschnitt besitzt und deren Durchmesser geringfügig größer ist als der des Rundmaterialstückes. Der Boden der Matrize 1 ist teilweise gebildet von einem Auswerfer 2. An einem vor der Matrize 2 befindlichen Dornhalter 3 befindet sich ein Preßdorn 4, dessen Durchmesser geringer ist als der des Innenräumes der Matrize 1. Bei dez' ersten Verformun&soperation wird das Rundmaterialstück zu einem Vorstück 5 vorgedornt, wobei es in seinem hinteren Bereich napfförmig ausgebildet wird und die Wandungen des Napfes durch Aufdornen geformt werden. Der Querschnitt des Vorstückeo 5 und des gebildeten Napfes sind kreisförmig.

Das Vorstück 5 wird sodann in einer zweiten Verformungsoperation gemäß Pig. 2 zu einem dickwandigen Rohrstück 6 mit Boden, bzw. zu einem dickwandigen Napf, durch Rückwärts-Fließpres3en verformt. Hierzu dient eine Matrize 7, deren Innenraum einen kreisförmigen Querschnitt besitzt, der dem äußeren Querschnitt des Vorstückes 5 entspricht. Der Boden

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dor Matrize 7 v/ird teilvoise von einem Auswerfer 8 gebildet. Ein Preßdorn 9 sitzt an einem Dornhalter 10 und besitzt gleichen Durchmesser wie der Preßdorn 4 in ?i£. 1, jedoch größere Länge*. In einer dritten Verfοrmun^soperation gemäß Fig. 3 wird nunmehr der Boden des Rohrstückes f> als Butzen 11 entfernt. Es entsteht ein dickwandiges Rohrstück 12 ohne Boden. Hierzu v/ird das Rohrstück β mit Boden mit seineia vorderen Ende in eine Matrize 13 gesetzt. Ein Stempel 14 mit Kopf fährt durch das Rohrstuck und locht den Hittelbutzen 11 aus.

Die vordere Stirnfläche des Rohrstückes 12 ohne Boden bzv/. die des Rohrstückes 6 mit Boden ist nicht etv/a plan. Vielmehr senkt sich die Stirnflache, wie ?ig. 3 zeigt, mit einer Planke 15 im Bereich der Wandung zunächst nach vorn leicht ab und zwar über mehr als die Hälfte der Dicke der Wandung. Sodann steigt die Stirnfläche wieder an. Die Planke 15 ist bereits bei der ersten Verfornungsoperation im Cresenk 1 erzeugt worden. Bei der vierten Verformungsoperation gemäß Fig. 4 wird das Rohrstück 12 mit der Flanke 15 auf einen entsprechenden Vorsprung 1G einer Matrize 17 gesetzt.

In dieser Matrize 17 wird der erste Vorwärts-Fließpreß-Schritt zur Erzeugung des vorderen Abschnittes 18 kleineren Querschnittes des herzustellenden Rohres durchgeführt. Die Matrize 17 besitzt im Inneren hinten einen Querschnitt, der dem Querschnitt des Rohr3tückes 12 in Fig. 3 entspricht.

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Der Iiirienquerschnitt verengt sich sodann gen^H.ß dem Vorsprung ^'', woran sich ein V-urzer Abschnitt nit gleichbl eisend en Querschnitt anschließt, der in einen Abschnitt mit sich verjüngenden Querschnitt überseht. An diesen Abschnitt mit sich ver-2üngender.i Querschnitt schließt sich ein langer Abschnitt nit gleichbleibenden kleineren Querschnitt an, der kurz vor dem Abschnitt r.it sich verjüngenden Querschnitt unterbrochen ist von einer vorspringenden Fließpre?kante 19. In Bereich der ^liePpreßi ante 10 entspricht der Innendurchmesser der Ilatrize 17 dem /lu'iendurchnesser des Abschnittes 13 kleineren Querschnittes des herzustellenden Rohres.

Zum Vorwärts-Fließpressen wird ein an einen Dornhalter 20 angebrachter Preßdorn 21 verwendet, dessen Durchmesser dem de? herzustellenden Hohres entspricht. Der Durchmesser ist vorn klein und geht sodann nach hinten zu in einen sieh erweiternden Abschnitt über, an den sich hinten ein Abschnitt größeren Durchmessers anschließt. Stufenartig erweitert sich der Preßdorn hier zu einen Druckabschnitt 22, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser des hinteren Abschnittes der Matrize 17 entspricht. Bein Vorwärts-Fließpressen der vierten Verformungsoperation drückt der Druckabschnitt 22 das Rohrstück 12 tief in die Matrize 17, sodaß aus den vorderen Abschnitt des Rohrstückes 12 der vordere Abschnitt 18 kleineren Durchmessers des Rohres entsteht, der die Länge 1 1 besitzt. Gleichzeitig entsteht ein sich von hinten nach vorne verjüngender Abschnitt 27>, der die Län_r*e 1 2 besitzt. Am Über-

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gang zwischen dem Abschnitt 13 kleineren Durchmessers entsteht vor der FlieüpreHkante 19 (Düse .) eine äußere Verdickung 24 des Rohres. Weiterhin wird beim ersten Vorwärts-Fließpressen ein kurzer Ansatz des später herzustellenden Abschnittes grösseren Querschnittes des Rohres erzeugt. Eo werden also beim ersten Vorwärts-Fließpressen die AuPenkonturen μηα Innenkonturen des Rohres, die sich zwischen dem Abschnitt größeren Durchmessers und dem Abschnitt 18 kleineren Durchmessers befinden, fertig mit ausgeprägt und in den folgenden Operationen nicht mehr verformt. Der Bereich der Innenkonturen und Auuenkonturen ist in Fig. 4 durch einen strichpunktierten Kreis und ein X kenntlich gemacht.

Gemäß Fig. 5 erfolgt dann die fünfte Verformungsoperation, in dem das vorher erzeugte Vorwerkstück 25 in einer Matrize 26 vorwärts-fließgepreßt wird. Zu dieser Matrize 26 gehört ein Auswerfer 27, während zur Matrize 17 in Fig. 4 ein Auswerfer 28 gehört. Die Matrize 26 besitzt hinten einen Durchmesser der dem Aussendurchmes.^er des Rohrstückes 12 in Fig. 2 entspricht. Daran schließt sich eine sich verjüngende Preßkante 29 (Düse .) an, bei welcher der Innendurchmesser der Matrize 26 dem Au^r3endurchmes8er des Abschnittes 30 größeren Querschnittes des Rohre3 entspricht. Anschließend an die Preßkante 29 ist der Querschnitt der Matrize 26 nach vorne zu geringfügig erweitert. Ein an einem Dornhalter 31 befindlicher Preßdorn 32 entspricht im wesentlichen dem Tnneren des herzustellenden Rohres und weist vorne einen sich erweiternden Druckabsohnitt 33 aus. Wird drr Preßdorn 32

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von hinten nach vorn "bewegt, so wird mit dem Druckabschnitt der verbleibende hintere Abschnitt des Rohrstückes 12 über die Preßkante 29 vorwärts-fließgepreßt, wobei der hintere Abschnitt 34 größeren Durchmessers des Rohres entsteht. In der Zeichnung sind kenntlich gemacht der äußere Durchmesser D 1 des Rohrstückes 12, der äußere Durchmesser D 2 des Abschnittes 34 größeren Querschnittes des Rohres, der äußere Durchmesser D 3 des Abschnittes 18 kleineren Durchmessers des Rohres, der innere Durchmesser D 4 des Abschnittes größeren Durchmessers des Rohres sowie der innere Durchmesser D 5 des Abschnittes kleineren Querschnittes des Rohres.

Hergestellt wird ein Rohr mit einer Länge zwischen 0,8 bis 1,5 m und einer Wandstärke zwischen 10 bis 12 mm. Die Umfor- mungatemperatur liegt bei ca. 110O⁰C. Das Ausbutzen gemäß Pig. 3 kann auch eventuell entfallen. Es erfolgt dann bei der ersten Vorwärts-Pließpreßoperation gemäß Pig. 4 mit Hilfe eines geeigneten Preßdornes.

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Claims

Patentansprüche

]_ΛVerfahren zur Herstellung eines lanzen, schlanken, abgestuften Rohres mit einem hinteren Abschnitt größeren Querschnitts, einen Abschnitt sich verjüngenden Querschnitts und einem vorderen Abschnitt kleineren Querschnitts durch Warm-Fließpressen aus einen iletall-Kohlinp;, bei dem das Fließpressen in mindestens zwei einander folgenden Schritten erfolgt, von denen mindestens einer ein Vorwärts-Fließpreß-Schritt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Abschnitt kleineren Querschnittes durch Vorwärts-Fließpressen eines vorderen Abschnittes eines dickwandigen Rohrstückes und sodann der Abschnitt größeren Querschnittes aus einem hinteren Abschnitt des Rohrstükkes durch Vorwärts-Fließpressen geformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Herstellung des dickwandigen Kohrütückes durch Rückwärts-Fließpressen eines vollen Hundnaterialstückes erfolgt.
3. Verfahren na.ch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnfläche des Rohrstückes im Bereich der Wandung mit einer Flanke nach vorne leicht abfällt.

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4. Verfahren nach einein der· vorher.-ehenden Ansprüche, dadurch (•iikcnnza ichnet, daß die Außenkonturen und Innenkonturen des Rohres zv/ischen den Abschnitt größeren Querschnittes •md der.'i Abschnitt Kleineren Querschnittes beim ersten Vorwärts-Fließpressen fertig nit ausrrepräi^t werden.
5. Verfahren n-'ch einen der vorhergehendem Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Über:;an{; zwischen dem Abschnitt kleineren Querschnittes und dein Abschnitt sich verjüngenden Querschnittes eine äußere Verdickung des Rohres vorgesehen ist.

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