DE2156551A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schuesselartigen koerpern - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schuesselartigen koerpernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
schüsselartigen iiörpern durcli Drücken, bzw. Streckdrücken,
wobei eine Sonde aiif einsm Drückfutter abgestreckt wird
und eine Streckdrückmaschino zur Durchführung dieses
Te^fahrons.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der .Erfindung
dienen dazu, schüsselartige Ilörper, insbesondere
iladschüsseln für z.H. Lastkraftwagen durch spanlose
Uoformung herzustellen.
:s ist bereits bekannt, liadschüsseln durch 'liefziehen
r.uf einer Presse herzustellen, wobei der üand der verwendeten Vionde schon vorher auf einem Scheibenwalzwerk
bei Schniiedetempsratur verjüngt ausgewalzt
v/erden muß.
Dieses Herstellungsverfahren ist daher unwirtschaftlich teuer und weiterhin sind die damit hergestellt
-ii Radschüsseln
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■ nicht form- bzw. maßgetreu.
Es ist weiterhin bekannt, auf einer Drückmaschine entsprechend der DAS 1 285 436 in einem Arbeitsüberlauf auf eine feste Drückform Radschüsseln erst
zu drücken und mit einer nachlaufenden Rolle abzustrecken.
Nachteilig ist, daß nach diesem Prinzip aber die Verwendung von Werkstoffen höherer Festigkeit
nicht möglich ist, da eine Drückumformung von hochfesten Werkstoffen in Folge der inneren Festigkeit in einem
Arbeitsüberlauf von einer Ronde auf eine Radschüsselform nicht möglich ist, da hiermit ein Abreißen des Materials
die Folge wäre. Es entsteht außerdem nach diesem Verfahren eine größere Auffederung der fertigen Radschüssel,
so daß diese ungenügend form- und maßgenau sind. Die Auffederung der fertig angeformten Radschüssel verhält sich
annähernd proportional zu der vorhergehenden Drückumformarbeit.
Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber, ein Verfahren
und eine Streckdrückmaschine zur Herstellung von schüsselartigen Körpern und insbesondere Radsehüsseln zu finden,
mit denen mit beliebig reduzierter Wandstärke auch schwer
umformbarer werkstoff umgeformt werden kann, wobei das fertige Werkstück höchste Maß-bzw. Formgenauigkeit aufweisen
soll, ein gleichmäßiges Gefüge in dem verwendeten Material ausgebildet werden soll, die zuzuführenden Umformenergien
gering bleiben sollen und die Durcaführung der Herstellung insbesondere wirtschaftlich, Richer, störungsunanfällig
und rasch sowie vollautomatisch durchführbar sein soll.
BAD
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäi3 mit dem eingangs
genannten Verfahren dadurch, gelöst, daß die Ronde erst zu einer schüsselartigen Zwischenform durch Drücken
umgeformt wird und danach durch einen Streckdrückvorgang mit kontinuierlicher Formänderungsarbeit auf die Endform gebracht wird.
Durch den geringen Drück- und TJmformarbeitsanteil im
zweiten Arbeitsgang wird erfindungsgemäß erreicht, daß
die Rückfederung der fertigen Radschüssel in sehr geringen Grenzen gehalten wird und dadurch eine sehr hohe
Formgenauigkeit der Radschüssel erreicht wird. Ebenso wird die Rückfederung in Abhängigkeit von den Toleranzen
des Ausgangsmaterials, die ja nicht durch Beeinflussung
des V/erkzeuges und der Steuerungsart ausgeglichen werden kann, auf ein Minimum reduziert.
Vorteilhaft kann die Verformung zur Zwischenform durch Drückumformen auf Luft erfolgen und die Zwischenform
kann in einem oder mehreren Oberläufen der Drückrolle
geformt werden. Zur Beschleunigung des Formgebungsvorganges kann das Drücken der Zwischenform mit wesentlich
höheren Umfcrmgeschv.indigkeiten erfolgen, als die Herstellung
der End form und das Drücken und - oder das
Steckdrücken kann in jeder Position des Rollenüberlaufes
eine Anpassung an die
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jeweiligen Umformervordernisse erlaubend mit einer beliebig einstellbaren Umformgeachwindigkeit
(Vorschubgeschwindigkeit) erfolgen.
Weiterhin vorteilhaft kann das fertige Werkstück
zwischen Ausstoßer und Reitstockpinole eingespannt sein und eine Beschädigung des Drückfuttere
vermeidend vom Druckfilter gepchoben werden.
Die Stichdruckmaschine gemäß der Erfindung
mit zwei oder mehr Streckdrüekrollen kennzeichnet
sich vorteilhaft dadurch, daß jede Rolle zur Steuerung eine getrenntes Kopiersystem,
bestehend aus Hauntschablone und Kopierzylinder
aufweist. Vorteilhaft kann bei der Streckdrückmaschine gemäß der Erfindung jeder Hauptschablone eine bewegliche, die
Herstellung der Zwischenform durch Drücken auf Luft ermöglichende Hilfsschablone zugeordnet
sein, wobei jeder HiJfsschablone ein die Kontur der Hilfsschablone hinter die
Kontur der Hauptschablone bewegendes Bewegungeelement
zugeordnet sein kann und weiterhin
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vorteilhaft die Faur>t~ und die tilIfsschablonen
:1er einzelnen Ttolleneinhe-'ten zur Einstellung
von beliebigen und unterschiedlichen Rollenabläufen unterschiedlich ausgebildet sein können.
Veiterhin vorteilhaft kann die ötreckdrüokmaschine
gemäß der Erfindung zur Einstellung der kontinuierlichen Porroänderungsarbeit Kontaktglieder
aufweisen, die am Steuerpult vorwählbare, beliebige Vorsohub^eschwindigkeiten, die
mit stufenlosem übersran? aneinander anschließen, während der Arbeitsüberläufe einstellen.
Zur Vereinfaciiunp· der erfindiinp-pgemäßen f-'treckdrückmaschine
kann mit kombinierten Drück- und Streckdrückrollen gearbeitet werden, wobei der
vordere Umforntbereich der kombinierten Streckdrüc^-rollen
eine Druckrolle mit großem Badius bilden kann und pich an die Drückschulter der
Rolle ein kleiner, während der findumformung im Eingriff stehender Streckradius anschließen kann.
"Die einzelnen Sbreckdrückrollen können unterschiedliche
Umformkonturen haben sowie in unterschiedlichen
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Positionen arbeiten.
Im folgenden wiixl ein Ausf ühruiigsbeispiel der Erfindung
anhand einer Zeichnung näher erläutert, die schematisch den Umformbereich einer erfindungsgemäßen
Strcckdrückraaschine zeigt.
Das 3rfindunjsscn"/,c Verfahren ist mit dem bekannten
Verfahren nach der bereits genannten DA3 1 285
nur wenig vergleichbar, da der Drück- und Abstreckvorgang bei einer Radschüssel aus gut verformbaren
Stahl in einem Arbeitsgang und mit nur einem Rollen paar durchgeführt werden kann.
Gemäß der Erfindung wird ein zweiter Arbeitsgang innerhalb der gleichen Aufspannung des Werkstückes
dem letzten Streckdrückvorgang vorgeschaltet. In dem vorgeschaltetem Arbeitsgang wird eine Zwisclieriform
durch Drücken auf Luft hergestellt, die anschließend durch Streckdrücken unber Anwendung einer kontinuierlichen
Formändorungsarbeit auf die .-.,ndform gebracht
wird, so CiB-Z auch schv/er -umformbare Werkstoffe
in einer Aufspannung verforr.b werden können.
Durch die .uiweriauiag von kontinuierlicher Pormändorungsax'boit
wählend des c.bschlio.-..-nden Strecke1 X1Uc':-
vor:"j£iig2S wird in dem Werks bück ein gleichmäßiges
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Gefüge erreicht, während bisher innerhalb des Werkstückes verschiedenste Gefügeformen vorlagen·
Die kontinuierliche Formänderungsarbext zur Erreichung
der Endform kann einmal aus Formänderungsarbeit zum Brücken (an das Futter Anlegen des
Werkstoffes) oder Abstreckdrücken (Verringerung
der Wandstärke durch Drückrollen) oder in der Addition der beiden Formänderungsarbeiten vorliegen.
Es ist in diesem Falle zu beachten, daß bei großer Formänderungsarbext zum Drücken eine
geringe Formänderungsarbeit zum Abstreckdrücken
und umgekehrt auftritt.
Der erste Überlauf zum Drücken des v/erkstückes
auf Luft, das heißt ohne Anlage an das Fitreckfutter, kann außerordentlich schnell erfolgen.
Auf dieser Art und Weise wird für den Fachmann überraschend erreicht, daß der gesamte Umformvorgang
nicht langer als bei herkömmlichen Maschinen dauert, obwohl ein zweimaliger überlauf
vorliegt. Da im ersten Drückvorgang erhebliche Umformung^energie aufgebracht worden ist, kann
auch der zweite ktreckdrückvorgang schneller als nacn bekannten Verfahren erfolgen.
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Für den Fachmann ebenfalls überraschend ist es, daß sich durch die Einstellung einer kontinuierlichen
Formänderungsarbeit im letzten Verformungsschritt eine vollkommen gleichmäßige
Gefügestruktur der Radschüssel ergibt und daß selbst bei der Verwendung von Materialien mit
■höchster Festigkeit und ungünstigen Umformeigenschaften
eine Rückfederung der Radschüssel praktisch nicht auftritt, also die eingestellte
Form aufs Genauste einhaltbar ist. Weiterhin überraschend hat das mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Werkstück eine außerordentlich glatte Oberfläche, während nach dem
bekannten Verfahren größere Umformriefen auftraten.
Da weiterhin nur ein begrenzter Teil, der Formänderungsarbeit
im zweiten Arbeitsgang aufzubringen ist, kann auch bei ,schwer umformbaren
Werkstücken eine beliebig reduzierte Wandstärke erreicht werden und es ergibt sich dadurch im
Räderbau für Kraftfahrzeuge die Möglichkeit durch den Einsatz hochfester Werkstoffe zu
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Hadschüaseln mit geringen Wandstärken und dadurch
zu geringeren ungefederten Massen zu kommen. Durch die einheitliche Gefügestruktur der fertigen
Kadschüssel ergibt sich weiterhin auch für den Fachmann überraschend eine einheitliche
Festigkeit der Wandstärke der Radschüssel unabhängig vom umformungsgrad. Durch die schon erwähnte
geringere Bückfederung des fertigen Teiles, die durch den geringen Drückumformanteil
beim zweiten Arbeitsgang erreicht wird, kann auch bei schwer umformbaren Werkstoff die
Rückfederung und damit die Formgenauigkeit gegenüber herkömmlichen Radschüsseln erheblich
verbessert werden.
Die erfindungsgemäße Streekdrückmaschine weist
in bekannter Bauart zwei oder mehrere Umformrollen auf. Die Zustellung der Rollen geschieht
in bekannter Weise durch je eine hydraulische Kopiereinrichtung, jedoch ist an jedem Zustellzylinder
jeder Rolle eine getrennte Kopiereinrichtung angebracht. Eine vorfahrende Hilfsschablone,
die über die Kontur der Hauptschablone
hervorragt, steuert die Drückrollen zur Her-
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- ίο -
stellung der Zwischenform beim ersten Überlauf. Die Hilfsschablone -vird für den zweiten Überlauf
hinter die Hauptschablone zurückgezogen, so daß die Hauptschablone für den anschließenden
Streckdrückvorgang abgetastet werden kann.
Fm die zwei beschriebenen Arbeitsgänge in einer Aufspannung des Werkstückes durchführbar zu
machen, werden kombinierte Drückrollen verwendet. Die kombinierten Drücfcrollen gemäß
der Erfindung bestehen aus zwei nacheinander angeordneten, verschieden großen Umformradien,
wobei im vorderen Bereich der Rolle ein größerer Radius zum Drücken angeordnet ist und daran anschließend ein kleiner
Radius zum Abstreckdrücken folgt. Der erste größere Radius tritt vorwiegend beim ersten
Arbeitsgang "Herstellen der Vorform" und der zweite, kleinere Abstreckradius tritt bei dem
zweiten Arbeitsgang "Abstrecken zur Endform" in Eingriff. Da bei dem ersten Arbeitsgang die
Ronde noch senkrecht zur Maschinenaehse steht,
wird von den Dr.ückrollen bei deren Vorschub erst §er größere Drückradius der Ronde anliegen
und die Umformung beim Drücken vornehmen.
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Erst wenn "beim zweiten Arbeitsüberlauf die Ronde
bereits eine große, in die Maschinenachse gerichtete
Komponente aufweist, können die kleineren Abstreckradien an den Außenseiten der Drückrollen in
Eingriff kommen, während die Ronde gegenüber dem größeren Drückradius bereits nach innen eingezogen
worden ist.
Da für jede der Drückrollen eine getrennte Steuerung vorhanden ist, können beide Drüokrollen in
verschiedenen PositJonen arbeiten und in unterschiedlichen
ümformkonturen bewegt werden. Auch der Einsatz von verschieden geformten Drückfolien
ist möglich.
Da die Hilfsschablone als Schwenkschablone ausgebildet
ist, kann weiterhin die Vorform in mehreren Arbeitsüberläufen umgeformt werden, wenn das
ümformverhalten des eingesetzten Werkstoffes sehr ungünstig ist. Durch den Einsatz einer kombinierten
Drückrolle mit zwei verachiedenen ümformradien
ergibt sich der Vorteil, daß zwei im Prinzip unterschiedliche "Umformverfahren mit ein und denselben
Rollen in einer Aufspannung durchgeführt werden
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können.
Zur Einstellung der kontinuierlichen Formänderungsarbeit
beim letzten Umformvorgang ist es vorteilhaft, wenn die Umformgescliwindigkeiten während
des Überlaufs stufenlos und beliebig wählbar sind. Zu diesem Zweck steuern Kontaktglieder
die Vorschubgeschwindigkeit der Drückrollen in jeder ihrer Vorschubpositionen, wobei die ·
Größe der Vorschubgeschwindigkeit für beide Umformungsvorgänge
an einem Steuerpult vorwählbar ist. Die verschiedenen Geschwindigkeiten werden
mit stufenlosem Übergang aneinander angeschlossen.
S.n ,„lien Ι-Ήΐοιοννο:·'', ■■■. .-^o,
Ρϊ**}·^-, dem Streckdrückvorgang,
wird jetzt die Umformgeschwindigkeit im Verhältnis von der Stellung der Drückrollen
so gewählt, daß für jedes Wegstück eine gleichmäßige Formänderungsarbeit aufgebracht
wird. Neben der Ausbildung einer gleichmäßigen Gefügestruktur wird dadurch erreicht, daß die
ßtreckdrückmaschine gleichmäßig und ohne
Spitzen belastet wird und die Energieaufnahme
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ebenfalls ohne Spitzen ausgeführt wird, ^lrsichtliciierwfjlfati
^.ann dadurch die Maschine mit günstigeren
Anschlußwerten versehen werden und es entsteht eine Schonung der Streckdrückmaschine,
bzw. diese kann entsprechend leichter und wirtschaftlicher ausgeführt werden.
Insgesamt bietet also das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung von Radschüsseln eine überraschende Summe von Vorteilen, die von dem
Facrimann nicht erwartet werden kann. Viel mehr wird der Fachmann erwarten, daß die Durchführung
von zwei Rollenüberläufen in dem Verfahren wirtscnaftlich
nachteilig ist.
Gemäß den Fig. ist die'erfindungsgemäße Streckdrückmaschine
mit zwei sich gegenüber liegenden Drückrollen 6 ausgestattet, die zentrisch zu dem
"Drückfutter 2 und der Andrückpinole 3 angeordnet sind. Die umzuformende Ronde 1 wird zwischen Drückfutter
2 und Andrückpinole 3 geklemmt, wobei die Zentrierung der Ronde mittels eines Zapfens 4
an der Andrückpinole 3 vorgenommen wird. Das Drückwerkzeug bzw. Drückfutter 2 wird in bekannter
iVeise elektromotorisch über ein Getriebe in
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Rotation versetzt, die Drückrollen 6 sowie die Andrückpinole werden ebenfalls in bekannter
Weise hydraulisch bewegt.
Zur Umformung der Ronde 1 zur Zwischenform 5 werden die Drückrollen 6, die in der Rollenlagerung
7 gelagert sind, entlang der Kontur der Hilfsschablone
8 über ein hydraulisches Kopiersystem bewegt. Bei diesem Arbeitsgang ist die Drückschulter
10 der Drückrollen 6 im Eingriff mit der Ronde 1 bzw, 5, da die senkrecht von der Maschinenachse
abstehende Ronde sich ersichtlicherweise auf der Vorderseite der Drückrollen bei
anlegt.
Nach Beendigung des ersten Arbeitsganges fahren die Drückrollen über eine automatische Umschaltung
in die Ausgangsposition zurück. Die Hilfsschablone
wird mittels einer Zustellvorrichtung 11 hinter die Kontur aer Hauptschablone 12 zurückgezogen
und während des nachfolgenden zweiten Arbeitsganges wird die ,-jeweilige Drückrolle 6 über das
hydraulische Kopiersystem 9 entlang der Kontur der Hauptschablone 12 nachgesteuert. Während
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dieses zweiten Arbeitsganges wird hauptsächlich
Abstreckarbeit geleistet, so daß die dicke Wandstärke
der Zwischenform 5 auf die abgestreckte Wandstärke der Endform 13 der Radschüssel abgestreckt
wird. Während dieses Arbeitsganges ist die Abstreckschulter 14 mit einem relativ kleinen
Radius der Druckrolle 6 in Eingriff, da sich der Eingriff jetzt hauptsächlich innen an das Drückfutter
verlagert hat.
Mit Hilfe eines zentralen Steuerpultes, das die gesamten, zum automatischen ^rbeitsablauf ervorderlichen
Steuerimpulse gibt, kann während der beiden Arbeitsvorgänge die Umfοrmgeschwindigkeit
stufenlos geändert werden. Der Wechsel der Geschwindigkeiten geschieht durch eine Endschaltersteuerung,
die bei den jeweilig hintereinander-1legenden Umformschritten der einzelnen Arbeitsübergänge angesprochen wird. Die unterschiedlichen
Umformgeschwindi^keiten können in bekannter
Weise am oteuerpult vorgewählt v/erden.
Jach Beendigung des Umformvorganges stößt ein Ausstoßer
1'j die fertige Badschüssel 13 gegen den
Druck der Reitstockpinole 3 vom Drückfutter ?.
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In Abwerfpoeition hält der Ausstoßer 1·,">
an. Die ReJtetockpinole 3 f'-ihrt dann weiter zurück und
die fertige Radschüssel 13 fällt dann auf eine Ablaufvorrichtunpr hinurfcer. Auf dieser Art und
Weise wird eine Beschädigung des Drüokfutters
beim Ausstoßen der fertigen Radschüssel 13
vermieden, da der Abfall der Radschüssel erst außerhalb der Ebene erfolgt, bei der die
äußerste Linie des Drückfutters innerhalb der Flanschen der Radschüssel lieft.
vermieden, da der Abfall der Radschüssel erst außerhalb der Ebene erfolgt, bei der die
äußerste Linie des Drückfutters innerhalb der Flanschen der Radschüssel lieft.
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Claims (1)
- e η t a η s ρ ;r ü c h_ e.J Verfahren zur Herftel lunf? von sohüffsel körpern darch Drücken,bzw. Streckdrücken, wobei eine konde a'if ρϊί Drüolcfuttier abireetreckt wird, dMdurch gekennzeichnet, daß die Ronde erst ku einer echüsselartigen Zwiöohenform durch Drücken umgeformt wird und danach durch einen Streckdruckvorgang mit kontinui erliciier Formänderunssarbeit a^f die Endform eabracht wird.°, Verfahren zur Heratellung von schüsselartigen Körpern nach Ansoruchi, dadurci; gekennzeichnet, ίίΐ'.ί die Formänderungaarbeit des zweiten Arbeits- ^anges entweder aLs Drück-B'ormänderungsarbeit oder aLs Kombination von Drück-Pormänderungsarbeit und Abetreck-Formenderun^sarbeit auftritt.'■5. Verfahren zur riers teliumr von schüsselartigen Körpern nach den nnsnrüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Verformung zur Zwischenform durch Druckumformen auf Luft erfolet.BAD 30 9 823/002 3— Ιο —4. Verfahren zur Herstellung von schüssel artigen Körpern nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet,, daß die Zwischenform in einem
oder mehreren überlaufen der Druckrolle geformt wird.5. Verfahren zur Herstellung von schüsselartigen Körpern nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dai3 das Drücken der Zwischenform mit wesentlich höheren Umformgeschwindigkeiten erfolgt als die Herstellung der Endform.6. Verfahren zur Herstellung von schüsselartigen Körpern nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daf.-S das Drücken und oder das
Streckdrücken in ,-jeder Position des RoLlenüberlaufes eine Anpassung an die jeweiligen Umformerfordernisse erlaubend mit einer beliebig einstellbaren Omformgepchwindigkeit (Vorpchubgeschwind igkeit) erfolgt.?. Verfahren zur Herstellung von schüsselartigen
Körpern nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, da(3 das fertige Werkstück zwischen Ausstoßer und Reitstockpinole eingespannt wird und eine Beschädigung des Drück-309823/0023 MD ORKälNALfuttere vermeidend vom Drückfutter geschoben wird.8. Streckdrückmaschine zur Durchführung des Yerfahfens, nach den Ansprüchen 1-7, mit zwei oder mehr btreckdrückrollen, dadurch gekennzeichnet, daß jede EoDIe zur Steuerung ein getrenntes Kopiersystem, "bestehend aus Hauptschablone (12) undKopJerzylinder (9) aufweist.9. Streckdrückmaßchine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ,ieder Hauptschablone (12) eine bewegliche, die Herstellung der Zwischenform durch "Drücken auf Luft ermöglichende HilfssOhab1one (8) zugeordnet 1st.10, fctreckdrnokmHKonine nach den ün«prü'chf>n 8 und 9> dadurcn gekennzeichnet, da'? ieder Hi j is schab] one (ti) ein die kontur der Hilfsschablone (8) hinter die Kontur der Hauptschablone (12) bewegendes Bewegungselement M1) zugeordnet ist.11, ijtreckdrückmaschine nach den Ansprüchen 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- und liilfsschablonen der einzelnen Holleneinheiten zur Einstellung von beliebigen und unterschiedlichen RoIlenabläufen unterschiedlich ausgeb i I fjfi t sind ,309823/0023 BAD ORIGIMAL12. Streckdrückmaschine nach den Ansprüchen 8-11, gekennzeichnet durch Kontaktglieder, die am Steuerpult vorwählbare, "beliebige Vorschubgeschwindigkeiten, die mit stufenlosem übergang aneinander anschließen, während der Arbeitsüberläufe einstellen.13· Streckdrückmaschine nach den Ansprüchen 8-12, gekennzeichnet durch kombinierte/ Drück- und Streckdrückrollen (6).14. Streckdrückmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Umformbereich der kombinierten Streckdrückrolle eine Druckrolle mit großem Radius (Drückschulter) (10) bildet.15. Streckdrückmaschine nach ünppruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Drückschulter der Holle ein kleiner während der Endumformung im Eingriff stehender ktreckradius (14) anschließt.16. blechdruckmaschine nach den Anppriiohen 8 - 1% gekennzeichnet durch Hollen unterschiedlicher Uinforinkonturen.BAD 30?! 8 73/002317. Streckdrückmaschine nach, den Ansprüchen 8-16, gekennzeichnet durch in unterschiedlichen Positionen arbeitenden Umformrollen,309823/0023Leerseite
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