DE2343432C3 - Vorrichtung zur spanlosen herstellung einer kleinen oeffnung in einer verhaeltnismaessig dicken metallenen blech- oder rohrwand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur spanlosen Herstellung einer kleinen Öffnung in einer verhältnismäßig dicken metallenen Blech- oder Rohrwand, insbesondere in der Wand von Pralldämpfern für Kraftfahrzeuge, mit einem in die Wand eindrückbaren, kräftigen, kegelig angespitzten, in der Vorrichtung geführten Dorn und einem Widerlager als Werkstückauflage.

Aus der deutschen Patentschrift 9 58 800 ist die Her-Stellung einer kleinen Öffnung in einem plattenförmigen Gegenstand mit Hilfe eines Dorns bekannt, bei dem auf einer nicht komprimierbaren elastischen Masse eine metallene Zwischenlagscheibe gelagert wird, dann auf dieser eine weitere metallene Zwischenplatte und auf der oberen Zwischenplatte der mit einer Öffnung zu versehende Gegenstand angeordnet wird und bei dem ein Dorn mit kegelförmiger Spitze so weit in den Gegenstand eingedrückt wird, daß in diesem durch Aufreißen eine durchgehende Öffnung entsteht, wobei in nachteiliger Weise Gratfreiheit und Maßgenauigkeit der Öffnung nicht gewährleistet sind.

Diese bekannte Vorrichtung führt zu einem kegelförmigen Durchbiegen des plattenförmigen Gegenstandes und kann nicht eingesetzt werden, wenn die mit einer Öffnung zu versehende Blech- oder Rohrwand auf der Öffnungsseite keine zusätzliche Verformung erfahren darf, ein Rohr eines Pralldämpfers z. B. rund bleiben soll.

Bei aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 46 222 bekannten hydraulischen Pralldämpfern zum Abbremsen von Prallstößen auf Bauteile von Fahrzeugen sind in der verhältnismäßig starken inneren Rohrwand eines Arbeitszylinders aus einem Werkstoff hoher Festigkeit kleine Öffnungen vorgesehen, die bei Betätigung des Pralldämpfers nacheinander von einem Arbeitskolben überdeckt werden und den Bremskraftverlauf bestim-432

Eine spanabhebende Herstellung dieser Öffnung von beispielsweise 0,4 bis 1 mm Durchmesser ist für eine Serienfertigung von Pralldämpfern in großen Stückzahlen in nachteiliger Weise zu aufwendig infolge hohen Werkzeugverschleißes der kleinen Bohrer und infolge der Notwendigkeit, in einem weiteren Arbeitsgang den Bohrgrat zu entfernen. Eine spanlose Herstellung durch Lochstanzen mit Stempel und Matrize in der üblichen Art, wobei der Stempeldurchmesser gleich dem Lochdurchmesser ist. scheidet aus, wenn im beispielsweise erwähnten Falle die Wandstärke 2 bis 3 mm beträgt und der Stempel unter dem auftretenden Schnittdruck sofort ausknickt und unbrauchbar wird.

Somit stellt sich die Aufgabe, kleine Öffnungen in einer verhältnismäßig starken Rohrwand technisch einfach und zuverlässig und damit auch wirtschaftlich, insbesondere aber gratfrei und ohne zusätzliche unerwünschte Verformungen auf der einen Wandseite herzustellen. Sie wird ausgehend vom Stand der Technik erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich mit erheblichen Kostenvorteilen gegenüber spanend bearbeiteten Bohrungen kleine Öffnungen in einer starken Wand herstellen. Durch das Verfahren ist eine kegelförmige Erweiterung der Öffnung bedingt, die im Falle des in der Einleitung erwähnten Pralldämpfers erwünscht ist. In einfacher Weise lassen sich für die von innen nach außen aus einem Arbeitszylinder strömenden Flüssigkeitsstrahlen blendenförmige Düsenöffnungen mit bekannt stabilem und in geringem Maße viskositätsabhängigem Strömungsverlauf verwirklichen, der für eine gleichbleibende Wirksamkeit eines Pralldämpfers Bedingung ist.

Mit der Kegelspitze des Dorns wird zunächst eine Prägung der Blech- oder Rohrwand ausgeführt. Die Kegelspitze dringt in die Wand ein, wobei der Werkstoff *iim Fließen gebracht wird. Bei weiterem Eindringen der Kegelspitze wird ein Teil des Werkstoffes der Wand in die Matrizenöffnung gedrückt. Bei noch weiterem Eindringen etwa entsprechend der Wandstärke wird der in die Matrizenöffnung geschobene Butzen an der Kante der Matrizenöffnung abgeschert, wobei sich der Butzen von der Wand lösen kann, bevor die Kegelspitze auf der Matrizenöffnung aufsitzt. Hierdurch entsteht die eigentliche Öffnung, deren Größe durch die Größe der Matrizenöffnung bestimmt ist. Das Abscheren des Butzens erfolgt in überraschender und vorteilhafter Weise so gleichmäßig, daß hintereinander hergestellte Öffnungen untereinander nahezu gleich ausfallen und gratfrei sind. Durch entsprechende Gestaltung der Kegelspitze lassen sich unterschiedliche öffnungsquerschnitic herstellen.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine auf einer Matrize aufliegende Blechoder Rohrwand im Schnitt mit einer etwas in die Wand eingedrungenen Kegelspitze,

F i g. 2 die Teile gemäß F i g. 1 mit tiefer eingedrungener Kegelspitze,

F i g. 3 die Teile gemäß F i g. 1 nach einer Eindringtiefe der Kegelspitze, die der Stärke der Wand entspricht,

F i g. 4 ein Rohr im Querschnitt mit drei von außen in die Wand eingedrückten Kegelspitzen,

F i g. 5 und 6 Beispiele von mit dem Verfahren herstellbaren unterschiedlichen öffnungsquerschnitten.

Die in den F i g. 1 bis 3 gezeichneten Werkzeugteile,

nämlich ein Dorn 4 mit Kegelspilze 5 und eine Matrize 2 mit einer kleinen öffnung 3, sind in einer nicht gezeichneten Vorrichtung geführt, wobei die Kegelspitze $ in Richtung auf die öffnung 3 der Matrize 2 verschiebbar ist. Eine mit einer kleinen öffnung zu versehende, verhältnismäßig starke Bitch- oder Rohrwand 1 wird auf die Matrize 2 gelegt, so lange der Abstand der Kegelspitze 5 von der Matrize 2 größer als die Stärke der Wand 1 ist Im gezeichneten Zustand der f i g. I ist die Kegelspitze 5 etwas in die Wand 1 eingedrungen und hat einen kleinen Prägeaufwurf 6 entgegen der Vorschubrichtung des Domes 4 an der Wand 1 hervorgerufen.

Nach F i g. 2 ist die Kegelspitze 5 tiefer in die Wand 1 eingedrungen, wobei ein höherer Prägeaufwurf entstanden ist und eine kleine Werkstoffmenge 8 der Wand 1 in die Öffnung 3 der Matrize 2 verdrängt ist.

Nach Fig.3 ist die Kegelspitze 5 am ein Maß, das der Stärke der Wand 1 entspricht, in die Wand 1 eingedrungen, wobei ein noch höherer Prägeaufwurf 10 entstanden ist und sich ein Butzen 11 unter Bildung von Scherflächen 12 von der Wand 1 gelöst hat. Um dies zu verdeutlichen, ist der Butzen 11 enger schraffiert gezeichnet als die Wand 1. Der Butzen 11 kann nunmehr durch die Matrize 2 hindurchfallen oder er wird bei der Herstellung einer weiteren öffnung in der Wand desselben oder eines anderen Werkstückes ausgestoßen.

Der Prägeaufwurf 10 ist in den meisten Fällen funktionell unbedeutend und muß demgemäß nicht entfernt werden.

Nach F i g. 4 werden in der Wand eines Rohres 21 gleichzeitig drei öffnungen 22, 23 und 24 hergestellt, indem in einer nicht gezeichneten Vorrichtung gleichzeitig drei Dorne 25, 26 und 27 mit Kegelspilzen von außen gegen einen Matrizenring 28 vorgeschoben werden. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß der Matrizenring 28 nicht besonders abgestützt werden muß, um den Werkzeugdruck der Kegelspitzen 25, 26 und 27 aufzunehmen.

Nach F i g. 5 und 6 sind in den Wänden 31 bzw. 32 Öffnungen 33 bzw. 34 unterschiedlicher Querschnittsform nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, wobei entsprechend geformte, beispielsweise abgesetzte Kegelspitzen verwendet wurden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich mit denselben Werkzeugen eine große Anzahl von eng tolerierten öffnungen in einer Stahlwand herstellen, bis die Standfestigkeit der Kegelspitze oder der Matrize überschritten wird. Danach müssen die Werkzeuge gewechselt oder nachgearbeitet werden. Unter Umständen kann ein weiterer Bearbeitungsvorgang, beispielsweise ein einfacher Kalibriervorgang, nachgeschaltet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 23

1. Vorrichtung zur spanlosen Herstellung einer kleinen Öffnung in einer verhältnismäßig dicken metallenen Blech- oder Rohrwand, insbesondere ir: der Wand von Pralldämpfern für Kraftfahrzeuge, mit einem in die Wand eindrückbaren, kräftigen, kegelig angespitzten, in der Vorrichtung geführten Dorn und einem Widerlager als Werkstückauflage, ίο dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager eine gelochte Matrize (2) mit einer Öffnung (3) ist, die gleich oder nahezu gleich der herzustellenden Öffnung ist und die Kegelspitze (5) des Dorns (4) mit einer Eindringtiefe in die Wand (1) eindrückbar ist, die etwa der Dicke det Wand (1) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Herstellung mehrerer Löcher in einer Rohrwand, dadurch gekennzeichnet, daß von außen mittels einer üblichen Vorrichtung mehrere Dorne (25, 26, 27) gleichzeitig in die Rohrwand eindrückbar sind und im Rohrinnern ein Matrizenring (28) mit entsprechender Lochzahl angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn eine der gewünschten Öffnungsform angepaßte abgesetzte Kegelspitze aufweist.