DE2156551A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schuesselartigen koerpern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schuesselartigen koerpern

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DE2156551A1 DE2156551A DE2156551A DE2156551A1 DE 2156551 A1 DE2156551 A1 DE 2156551A1 DE 2156551 A DE2156551 A DE 2156551A DE 2156551 A DE2156551 A DE 2156551A DE 2156551 A1 DE2156551 A1 DE 2156551A1
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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.
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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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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.
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Claims (1)

  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.
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    — 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 ORKälNAL
    futtere 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 ,
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    12. 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 73/0023
    17. Streckdrückmaschine nach, den Ansprüchen 8-16, gekennzeichnet durch in unterschiedlichen Positionen arbeitenden Umformrollen,
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