DE2110406C3 - Werkzeug zum Verformen von Blechteilen zu Ringen, Hülsen und dergleichen - Google Patents

Description

as Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Verformen von Blechteilen zu Ringen, Hülsen u. dgl., bestehend aus einem Stempel und einem Gesenk mit einem Gesenkboden, der einen Verbindungssteg für von diesem aufstehende Schenkel und eine dazwisehen ausgebildete Höhlung bildet, deren Innenflächen gegenüber ihren Außenflächen leicht nach außen abgewinkelt sind.

Bekannte Werkzeuge zum Verformen von Blechteilen in der Höhlung eines Gesenks bestehen regel-

mäßig aus unelastischen festen Teilen, wie einem Gesenk und einem Stempel. Die inneren Seitenflächen des Gesenks und die äußeren Seitenflächen des Stempels verlaufen im wesentlichen parallel zueinander, oder die Seitenflächen des Gesenks sind gegenüber den senkrechten Seitenflächen des Stempels leicht nach außen geneigt. Die Seitenflächen sind so angeordnet, daß zwischen den sich aneinander vorbeibewegenden Teilen ein 'einer Spalt verbleibt, der

' nach Möglichkeit äußerst gering ist, um zu vermei-

den, daß sich ein beim Verformen des Metallteiles bildender Grat in diesen Schlitz setzt. Όλ jedoch die zu verformenden Metallteile, beispielsweise eine vorgeformte Hülse oder ein Kabelschuh, keine einwandfrei glatten Außenflächen aufweisen, bildet sich an

der Berührungskante zwischen den Innenflächen des Gesenks und den Außenflächen des Stempels regelmäßig ein Grat, der bei weiterem Schließen des Werkzeuges von dem Metallteil abgegratet wird und in den Schlitz gerät. Das Werkzeug läßt sich daher häufig nur mit großem Kraftaufwand wieder öffnen. Das Metallteil weist unregelmäßige scharfe Kanten auf, mit denen das bearbeitete Teil häufig in der Gesenkhöhlung hängenbleibt und sich nur schwer daraus entfernen läßt. Das bearbeitete Metallteil rnuS auch zumeist nachgearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Werkzeug so zu verbessern, daß Gratbildungen zwischen den Außenflächen des Stempels und den Innenflächen des Gesenks und damit verbundene Verstopfungen des Schlitzes zwischen diesen Flächen vermieden werden, damit das Werkzeug sich leicht ohne großen Kraftaufwand öffnen läßt und das bearbeitete Metallteil nicht an den Innenflächen der Ge-

senkhöhlung haftenbleibt, sondern nach dem öffnen des Werkzeuges sich ohne Widerstand aus der Gesenkhöhlung entfernen läßt

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Werkzeug der eingangs genannten Gattung vor, daß der Steg in seinem Mittelteil durch Materialverringerungen geschwächt ist.

Bei dieser Ausführungsform schwenken die Schenkel bei der Schließ- oder Verformungsbewegong des Werkzeuges nach innen. Diese die Schenkel nach innen bewegenden Seitenkräfte ergeben sich aus Drehmomenten. Diese Drehmomente ergeben sich wieder daraus, daß der geschwächte Mittelteil des Steges durch den von einer Seite auf. ihn einwirkenden Kolben eines Druckzylinders und von der anderen Seite durch den Widerstand des zu verformenden Werkstückes zusammengedrückt -wird. Bei einem Gesenk, dessen Schenkel nach unten zeigen und in das der Stempel von unten hineinwandert, wi.d der Steg bei dieser Schließbewegung mit seinem geschwächten Mittelteil nach oben auswandern, so daß sich an seinen beiden Enden der Schenkel nach innen bewegende Drehmomente ergeben. Dies bedeutet, daß sich die einander gegenüberliegenden Flächen des Stempels und der Schenkel bei der Schließbewegung nähern und die zwischen ihnen befindlichen Spalte schließen, und damit eine Gratbildung am Werkstück verhindern. Nach der Verformung des Werkstückes wird der Druck vom Steg genommen, und dieser kehrt in seine entspannte Ausgangslage zurück. Die beiden Schenkel schwenken leicht nach außen und öffnen damit die zwischen ihnen und dem Stempel befindlichen Spalte. Dies erleichtert das öffnen des Werkzeuges und das Herausnehmen des verformten Werkstückes.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß der Steg durch eine über seinem Mittelteil verlaufende Vertiefung an der werkstücksabgewandten Seite geschwächt ist. Weitere Ausgestaltungen sehen vor, daß die die Querschnittsfläche 4" verkleinernde Materialverringerung angrenzend an die Höhlung angeordnet ist, oder daß der Steg durch eine im Mittelteil in der Längsachse verlaufende Ausnehmung, die mit einem in der Längsachse verlaufenden, sich in die Höhlung öffnenden Schlitz verbunden ist, geschwächt ist.

Bei der letzteren Ausgestaltung hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Ausnehmung einen kreisförmigen Querschnitt hat. Ebenso zweckmäßig ist, daß die Ausnehmung einen Querschnitt in Form eines länglichen Rechtecks mit sich kreisförmig erweiternden Enden hat.

Eine weitere Alternative sieht schließlich vor. daß die Außenfläche des Gesenks im Querschnitt einen Halbkreis beschreibt, dessen Halbmesser größer als der Halbmesser der bogenförmigen, das Gesenk umfassenden Innenfläche einer Gesenkhalterung ist. Bei der Ausübung des Schließdruckes wird das den größeren Halbmesser aufweisende Gesenk in die den kleineren Halbmesser aufweisende Innenfläche der Gesenkhalterung hineingeschoben, so daß die Gesenkhalterung von außen auf die Schenkel des Gesenkes aufdrückt und diese bei der Schließbewegung nach innen zusammenschiebt.

Sämtliche Ausführungsformen haben gemeinsam, daß sich der Steg bei der Schließbewegung in seiner Mitte zusammenschiebt. Dabei winkeln sich seine Enden leicht ab, und es entstehen Seitenkräfte, die die Schenkel nach innen in Richtung auf den Stempel

Zuf Lösung der eingangs genannten AufgabejieM die Erfindung noch eine zweite A^usfuhrungsforrn vor, die sich dadurch auszeichnet, daß die inneren Kanten der Schenkel mit Ansätzen imt zu_den Grundflächen der Schenkel schragen Gleitflachen versehen sind. Am Ende der Schließbewegung laufen die Ansätze auf die Gleitflächen auf und «erden wegen der Schräglage nach innen gezogen. Dabei werden die gesamten Schenkel mitgenommen. Dam it führen diese die gewünschte Einwartebewegung^aus bei der sich die Spalte zwischen den Außense ten,de, Stempels und den Innenflächen der Schenkel schlie-³Tn einer Ausgestaltung dieser Ausfuhrungsforrn ist vorgesehen, daß in den Winkeln zwischen der mittig auf dem Support des Stempels angeordneten Patze und den angrenzenden Oberflächen des Supports den Ansätzen der Schenkel entsprechende Ausnehmungen mit schrägen Gleitflächen angeordnet sind Hiermit wird die Einwärtsbewegung der Schenkel be! der Schließbewegung des Werkzeuges verstärkt.

Die Erfindung sieht schließlich noch eine dritte Ausführungsform zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe vor, die sich dadurch auszeichnet daß der Stempel an seiner Oberseite mn langsver aufenden Ausnehmungen versehen ist, deren senkrechte Innenflächen die Seitenflächen der Patrize bilden und deren Querschnitte im wesentlichen den Querschnitten der Schenkel des Gesenks entsprechen, deren Innenflächen leicht nach außen abgewinkelt und deren Außenflächen in einem Winkel angeordnet sind der zur Senkrechten etwas kleiner als der Winkel der Außenflächen der Ausnehmungen zur benK-rechten ist. Durch das bei der Schließbewegung erfolgende Aufeinandergleiten der Außenflächen der Schenkel und der Innenflächen des Gesenks werden die Schenkel nach einwärts geschoben und fuhren die 'gewünschte Spalt-Verengungsbewegung durch.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeuges bekannter Art, .

Fi g. 2 eine Vorderansicht des Werkzeuges nach

^FlFie 3 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Erfindung im Zustand vor dem Schließen des crkzcuffcs

F ig.4 eine Vorderansicht des geschlossenen

Werkzeuges nach F i g. 3,

Fig. 5 eine Vorderansicht des wieder geöffneten

Werkzeuges gemäß F i g. 3.

F1 g. 6 eine Vorderansicht einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung, .

Fi g. 7 eine Vorderansicht einer weiteren Ausfunrungsform der Erfindung,

F"i g. 8 eine Vorderansicht einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung, wobei das Gesenk in einer Gesenkhalterung dargestellt ist,

F i g. 9 eine Vorderansicht einer weiteren Ausiunrungsform der Erfindung,

Fig. 10 eine Ansicht des Werkzeuges gemäß F i e. 9 in geschlossenem Zustand,

Fig. 11 eine Ansicht des Werkzeuges gemäß F i e 9 in wieder geöffnetem Zustand und

Fig. 12 eine Ansicht des Werkzeuges gemäß

F i g. 9, bei dem das Gesenk mit zusätzlichen Einrichtungen verschen ist.

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Werkzeug bekannter Art besteht aus einem Gesenk 20 und einem Stempel 22. Das Gesenk 20 weist zwei Schenkel 24, 26 und einen die Schenkel 24, 26 verbindenden Steg 28 auf, die eine Gesenkhöhlung 30 umschreiben. Auf dem Support 48 des Stempels steht mittig angeordnet die Patrize 40, die senkrechte Außenflächen 36, 38 besitzt. Seitliche Innenflächen 32, 34 der Schenkel 24, 26 sind nach außen leicht aus der Senkrechten abgewinkelt. Die Außenflächen 36. 38 der Patrize 40 und die Innenflächen 32, 34 der Schenkel 24, 26 sind zueinander so angeordnet, daß in geschlossenem Zustand des Werkzeuges zwischen den Oberkanten der Patrize 40 und den Innenflächen 32, 34 der Schenkel 24, 26 noch ein spaltförmiger freier Raum 42 verbleibt. In diesem Raum 42 bildet sich regelmäßig beim Gleiten eines vorgeformten Blechtciles 46 in der Gesenkhöhlung 30 ein Grat 44, der häufig in den freien Raum 42 gerät und dadurch das öffnen des Werkzeuges erschwert. Durch diese Verformung des Blechtciles 46 haftet darüber hinaus häufig das Blechteil 46 fest in der Gesenkhöhlung 30 und läßt sich schwer daraus entfernen.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechen Schenkel 54, 56 eines Gesenkes 50 mit ihren Innenflächen 62. 64 und ihren Grundflächen 66, 68 einem Gesenk bekannter Art. Gegenüber dem bekannten Gesenk ist jedoch ein die Schenkel 54, 56 verbindender Steg 58 in seinem Mittelteil 86 durch eine ebene Vertiefung 88 der einer Gese'nkhöhlung 60 abgewandten Oberfläche des Steges 58 im Querschnitt verringert, wodurch die Elastizität des Steges 58 erhöht wird. Die Unterkanten der Schenkel 54. 56 sind zusätzlich mit Ansätzen 70, 72 mit gegenüber den Grundflächen 66, 68 schrägen Gleitflächen versehen, denen Ausnehmungen 82. 84 in den Winkeln zwischen den Oberflächen eines Sup_: ports 80 und einer daraufstehenden Patrize 74 entsprechen.

Wird das Werkzeug geschlossen, so gleiten zunächst die Schenkel eines Blechteiles 90 an den schrägen Innenflächen 62. 64 der Schenkel 54, 56 nach oben und werden nach innen geformt. Sobald das Werkzeug restlos geschlossen ist, biegen sich die Schenkel 54, 56 zur Verkleinerung der Gesenkhöhlung 60 unter dem Druck der Patrize 74 gegen das Blechteil 90 und den Steg 58 und das durch die Gcsenkhalterung gebildete Widerlager nach innen und verkleinern die Gesenkhöhlung 60. Dadurch wird eine Gratbildung an den Unterkanten 92 des Blechteiles 90 vermieden. Wird das Werkzeug wieder geöffnet, so kehren die Schenkel 54, 56 durch das Nachlassen des Druckes auf Grund der Elastizität des Steges 58 in ihre Ausgangsstellung zurück, die Gesenkhöhlung 60 wird wieder vergrößert und das verformte Blechteil 90 kann leicht aus der Gesenkhöhlung 60 entfernt werden. Beim Schließen des Werkzeuges gleiten die Ansätze 70, 72 mit ihren schrägen Gleitflächen auf den entsprechenden Gleitflächen der Ausnehmungen 82, 84, wodurch die Verbiegung der Schenkel 54. 56 nach innen unterstützt wird.

Wie aus F i g. f> ersichtlich, läßt sich ein Gesenk 96 im Bereich eines Steges 104 auch dadurch in seine Elastizität erhöhender Weise schwächen, daß in dem an eine Gesenkhöhlung 106 angrenzenden Bereich des Steges 104 eine Ausnehmung 108 vorgesehen ist, die mit einem senkrecht zur Oberfläche des Steges 104 längsverlaufenden und die Ausnehmung 108 mit der Gesenkhöhlung 106 verbindenden Schlitz 116 versehen ist. Während Schenkel 100, 102 an ihren unteren Enden keine besonderen Einrichtungen aufweisen, sind in den Winkeln zwischen den Oberflächen eines Supports 98 und einer darauf stehenden Patrize 124 Ansätze 120, 122 mit Gleitflächen vorgesehen. Wird das Werkzeug geschlossen, so verformt sich der Steg 104 unter dem Druck des Metall'eiles gegen die Gesenkhalterung bis zur Schließung des Schlitzes 116, wodurch die Schenkel 100, 102, die mit ihren Kanten uuf den Gleitflächen der Ansätze 120, 122 aufsitzen, zur Verkleinerung der Gesenkhöhlung 106 nach innen bewegen.

Wie aus Fig.? ersichtlich, kann ein Gesenk 146 auch dadurch elastisch verbiegbar gestaltet werden, daß Schenkel 150. 152 sich nach unten verjüngen.

wodurch rW Querschnitt verringert wird. Um die Verbiegung der Schenkel 150, 152 zur Verkleinerung der Gesenkhöhlung zu erreichen, ist ein Stempel 148 mit Ausnehmungen 160, 162 versehen, deren innere Seitenflächen 176, 178 senkrechte Außenflächen einer Patrize 158 darstellen. Die Ausnehmungen 160. 162 sind im Querschnitt so ausgebildet, daß sie den unteren Enden der Schenkel 150, 152 entsprechen. Die Innenflächen 172, 174 der Schenkel 150, 152 sind in bekannter Weise nach außen abgewinkelt.

während die Außenflächen 154, 156 der Schenkel 150. 152 nach innen abgewinkelt sind. Um zu erreichen, daß sich die Schenkel 150, 152 beim Schließen des Werkzeuges nach innen bewegen, sind die Außenflächen 154, 156 zur Senkrechten in einem Winkel angeordnet, der kleiner ist als der Winkel der Außenflächen 164, 166 zur Senkrechten der Ausnehmungen 160, 162. Beim Schließen des Werkzeuges gleiten die unteren äußeren Kanten der Schenkel 150. 152 auf den Außenflächen 164. 166 der Ausnehmungen 160, 162, wodurch die Schenkel 150. 152 auf Grund der Winkelunterschiede nach innen gedrückt werden.

In Fig.8 ist ein Gesenk 190 dargestellt, dessen Außenfläche nicht eben, sondern halbkreisförmig ausgebildet ist. Unter Beibehaltung der übrigen Konturen des Gesenkes wird dadurch eine Schwächung durch Querschnittsverkleinerung des Gesenkes im Bereich der Ansätze der Schenkel 186, 188 an den Steg 190 erreicht. Der Radius des Halbkreises 194 ist etwas größer als der Radius der bogenförmigen Innenfläche 196 der Gesenkhalterung 184. Wird das Werkzeug geschlossen, so gleiten die unteren Außenflächen des Halbkreises 194 auf den unteren Teilen des Bogens 196 und bewegen die Schenkel 186, 188 so lange nach innen, bis die Außenfläche 194 der Innenfläche 196 völlig anliegt. Die Verbiegung dei Schenkel 186, 188 wird durch Ansätze unterstützt die mit ihren Gleitflächen auf den Oberflächen de« Stempels 198 gleiten.

In Fig.9 ist ein Gesenk 204 dargestellt, bei den ein Steg 216 durch einen in Form eines länglicher Rechtecks ausgebildeten Durchgang geschwächt ist der mit einem dazu senkrecht angeordneten, sich ii eine Gesenkhöhlung 232 öffnenden Schlitz verbun den ist. Der Durchgang ist im Bereich der Verbin dung der Schenkel 208, 210 mit dem Steg 216 kreis förmig erweitert. Durch diese Anordnung werdei zwei weitere Schenkel 212, 214 gebildet, die den Ge

scnkbodcn der Gesenkhöhlung 232 mit ihren unteren Flächen 226, 228 bilden.

Wird das Werkzeug geschlossen, so können sich die Schenkel 208, 210 so weit nach innen verbiegen, bis der zwischen den Schenkeln 212, 214 gebildete Schlitz geschlossen ist. Die Verbiegung der Schenkel 208, 210 kann jedoch dadurch gesteuert werden, daß in den Durchgang Teile oder Klemmstücke eingelegt werden, die bei der Verbiegung ein weiteres Schließen des Durchgangs verhindern. Eine derartige Maßnähme ist dann wünschenswert, wenn bei gleicher

Form auf das Material des MetalUeiles besondere Beachtung zu legen ist, um Gratbildungen zu vermeiden.

Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform eines Gesenkes 204, das Merkmale der in den F i g. 3 und 9 gezeigten Gesenke in sich vereinigt. Fig. 12 enthält die gleichen Bezugszeichen wie Fig. 10 mit der Einschränkung, daß zusätzlich die in F i g. 3 verwendeten Bezugszeichen 70 und 72 zur Kennzeichnung dei an den unteren Enden der beiden Schenkel 208 unc 210 vorgesehenen Ansätze verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Werkzeug zum Verformen von Blechteilen zu Ringen, Hülsen u.dgl., bestehend aus einem Stempel und einem Gesenk mit einem Gesenkboden, der einen Verbindungssteg für von diesem aufstehende Schenkel und eine dazwischen ausgebildete Höhlung bildet, deren Innenflächen gegenüber ihren Außenflächen leicht nach außen abgewinkelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (58, 104) in seinem Mittelteil (86) durch Materialverringerungen geschwächt ist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (58) durch eine über seinem Mittelteil (86) verlaufende Vertiefung (88) an der werkstückabgewandten Seite geschwächt ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Querschnittsfläche verkleinernde Materialverringerung angrenzend an die Höhlung (60) angeordnet ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (104) durch eine im Mittelteil in der Längsachse verlaufende Ausnehmung (108, 230), die mit einem in der Längsachse verlaufenden, sich in die Höhlung (106) öffnenden Schlitz (116) verbunden ist, geschwächt ist.

5. Werkzeug nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (108) einen kreisförmigen Querschnitt hat.

6. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (230) einen Querschnitt in Form eines länglichen Rechtecks mit sich kreisförmig erweiternden Enden hat.

7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Gesenks (182) im Querschnitt einen Halbkreis (194) beschreibt, dessen Halbmesser größer als der Halbmesser der bogenförmigen, das Gesenk (182) umfassenden Innenfläche (196) einer Gesenkhalterung(184) ist.

8. Werkzeug zum Verformen von Blechteilen zu Ringen. Hülsen u.dgl., bestehend aus einem Stempel und einem Gesenk mit einem Gesenkboden, der einen Verbindungssteg für von diesem aufstehende Schenkel und eine dazwischen ausgebildete Höhlung bildet, deren Innenflächen gegenüber ihren Außenflächen leicht nach außen abgewinkelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Kanten der Schenkel (54, 56) mit Ansätzen (70, 72) mit zu den Grundflächen (66, 68) der Schenkel (54, 5G) schrägen Gleitflächen versehen sind.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Winkeln zwischen der mittig auf dem Support (80) des Stempels (52) angeordneten Patrize (74) und den angrenzenden Oberflächen des Supports (80) den Ansätzen (70. 72) der Schenkel (54, 56) entsprechende Ausnehmungen (82, 84) mit schrägen Gleitflächen angeordnet sind.

10. Werkzeug zum Verformen von Blechteilen zu Ringen, Hülsen u. dgl., bestehend aus einem Stempel und einem Gesenk mit einem Gesenkboden, der einen Verbindungssteg für von diesem

aufstehende Schenkel und eine dazwischen ausgebildete Höhlung, deren Innenflächen gegenüber ihren Außenflächen leicht nach außen abgewinkelt sind, bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (148) an seiner Oberseite mit längsverlaufenden Ausnehmungen (160, 162) versehen, ist, deren senkrechte Innenflächen (176, 178) die Seitenflächen der Patrize (158) bilden und deren Querschnitte im wesentlichen den Querschnitten der Schenkel (150, 152) des Gesenks (146) entsprechen, deren Innenflächen (172, 174) leicht nach außen abgewinkelt und deren Außenflächen (154, 156) in einem Winkel angeordnet sind, der zur Senkrechten etwas kleiner als der Winkel der Außenflächen (164, 166) der Ausnehmungen (160, 162) zur Senkrechten ist.