DE2413745A1

DE2413745A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen von metallteilen durch kaltpressen

Info

Publication number: DE2413745A1
Application number: DE19742413745
Authority: DE
Inventors: Bernard Milton Hadawway
Original assignee: Repco Research Pty Ltd
Current assignee: Repco Research Pty Ltd
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1974-10-03
Also published as: AU475195B2; GB1449365A; AU6679674A

Description

Patentanmeldung

Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Metallteilen durch Kaltpressen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Stanzen, Stauchen und Formen, insbesondere aber auf das Formen von mit Löchern oder Aushöhlungen versehenen Metallteilen durch Kaltpressen. Der Begriff "Kaltpressen" umfaßt in diesem Zusammenhang das Verformen von Metallen bei Temperaturen oberhalb und unterhalb der Umgebungstemperatur, wobei sich aber in allen Fällen die kristalline Struktur des Materials in einem selbsttragenden Zustand befindet. Die Erfindung ist auf Kunststoff-Materialien ebenso anwendbar wie auf Metalle. Trotzdem soll die Erfindung nur im Zusammenhang mit dem Formen von Metallen beschrieben werden, da dieses das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist.

Beim Kaltpressen wird ein Rohling in das Innere einer Matrize gebracht und eine gegenüber der Matrize in axialer Richtung ausgerichtete Patrize oder ein Lochstempel wird so angeordnet, daß ein sich im Inneren der Matrize befindender Rohling davon erfaßt wird. Zwischen dem Lochstempel und der Matrize ist ein freier Raum

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vorgesehen, so dass, wenn" der Lochstempel in das Rohstück getrieben wird, das Material des Rohstücks verdrängt wird und in diesen freien Raum fliesst - d.h., das Material fliesst in die zur Bewegungsrichtung des Lochstempels entgegengesetzte Richtung. ■

Eine Hauptschwierigkeit bei einem solchen Verfahren besteht darin, dass der Lochstempel an seinem vorausgehenden Ende während der Zeit des anfänglichen Eindringens in das Rohstück nicht geführt ist, so dass es zu seitlichen Versetzungen kommen kann. Daher wird der Lochstempel oft abgelenkt, so dass eine nicht konzentrische Aushöhlung entsteht und/oder die Längsachse der Aushöhlung winkelig zur vorgesehenen Achse des Formteils verläuft. Dieses Problem tritt besonders beim Herstellen sehr tiefer Aushöhlungen auf, da lange Lochstempel naturgemäss empfindlicher gegen Durchbiegungen in Längsrichtung sind, und daher die Lebensdauer des Lochstempels durch Überlastung beim Durchbiegen und/oder durch eine dauerhafte Knickung des Lochstempels verkürzt wird.

Kaltpressen der hier allgemein beschriebenen Art findet ein weites Anwendungsgebiet beim Verformen von vorgewalzten oder vorgestanzten Metallstücken - sogenannten Rohstücken zur Herstellung von Löchern oder Aushöhlungen, deren Länge sich zum Durchmesser in einem Verhältnis von 5 : 1 oder in einem grösseren Verhältnis verhält. Daher muss die Arbeitslänge des Lochstempels mindestens fünfmal so gross sein wie seine Dicke. Dies lässt zusammen mit den hohen Anforderungen während des eigentlichen Arbeitsablaufes den Lochstempel sehr anfällig gegenüber Verbiegungen und Knicke werden. Man geht heute generell davon aus, dass Toleranzen von 0,01 inch den höchsten, mit konventionellen Techniken erreichbaren Genauigkeitsgrad darstellen.

Ein Hauptgegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Stanz- oder Stauchverfahren anzugeben, welches

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einen relativ hohen Grad an Masshaltigkeit beim hergestellten Gegenstand sicherstellt. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, bei der die Lebensdauer der Werkzeuge höher ist als bei den konventionellen Vorrichtungen der gleichen Art.

Erfindungsgemäss wird daher eine Vorrichtung zum Formen von Metallteilen vorgeschlagen, welche ein Formteil mit einer Aushöhlung aufweist, und bei der ein beweglicher Lochstempel in gleicher Richtung wie die Aushöhlung derart angeordnet ist, dass sich in zurückgefahrener Stellung der gesamte Lochstempel ausserhalb der Aushöhlung befindet, während in ausgefahrener Stellung eine Nase des Lochstempels in das Innere der Aushöhlung hineinragt, die so dimensioniert ist, dass ein freier Raum zwischen der Nase und der benachbarten Seitenfläche oder den benachbarten Seitenflächen der Aushöhlung gebildet wird, wenn sich der Lochstempel in seiner ausgefahrenen Stellung befindet, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass auf dem Lochstempel ein Führungsglied befestigt ist, welches sich in der ausgefahrenen Stellung des Lochstempels im Inneren der Aushöhlung befindet, dass das Führungsglied einen derartigen quer zur Achse des Lochstempels verlaufenden Durchmesser aufweist, dass es mit den die Aushöhlung des Formteils begrenzenden Flächen abschliesst, und dass das Führungsglied verschiebbar auf dem Lochstempel befestigt ist, so dass eine Relativbewegung zwischen dem Führungsglied und dem Lochstempel in axialer Richtung des Lochstempels möglich ist. Eine zweckmässige Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht dabei darin, dass das Führungsglied als Hülse ausgebildet ist und mittels einer Reibungsverbindung auf dem Lochstempel befestigt ist, wobei die Reibungsverbindung derart gestaltet ist, dass der Reibungswiderstand zwischen dem Lochstempel und dem Führungsglied grosser ist als der Reibungswiderstand zwischen der be-

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nachbarten Oberfläche oder den benachbarten Oberflächen des Führungsgliedes und der Aushöhlung des Formteiles, so dass das Führungsglied sich mit dem Lochstempel bis zu einem vorgegebenen Hindernis bewegt.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lochstempel aus einem Rumpfteil und einer sich von diesem Rumpfteil aus erstreckenden Nase besteht, wobei die Nase einen Schaft und ein Formprofil an dem dem Rumpfteil gegenüberliegenden Ende des Schaftes aufweist, dass die parallel zur Längsachse des Lochstempels verlaufende Querschnittsfigur des Formprofils der inneren Konfiguration des mit der Vorrichtung herzustellenden Gegenstandes und die parallel zur Längsachse des Lochstempels verlaufende Querschnittsfigur der Aushöhlung des Formteils der äusseren Konfiguration des herzustellenden Gegenstandes entspricht.

Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verfahren zum Formen eines Gegenstandes durch Pressen, bei dem ein Rohstück in die Öffnung eines Formteils gebracht wird, deren Tiefe grosser als die Länge des Rohstücks ist, und bei dem eine Druckkraft in Längsrichtung auf die beiden entgegengesetzten Enden des Rohstückes mit Hilfe des Bodens des Formteils und eines beweglichen Lochstempels, bzw. durch das Hineintreiben des Lochstempels in das Rohstück ausgeübt wird, um das Rohstück innerhalb der Öffnung zu verformen und dabei das Material des Rohstücks zwischen den Lochstempel und die benachbarten Seitenflächen der Öffnung des F_ormteils in Richtung auf die offene Seite der Öffnung des Formteils zu pressen. Erfindungsgemäss ist das Verfahren der obengenannten Art dadurch gekennzeichnet, dass der formende Lochstempel mit einem Führungsglied versehen ist, welches sich innerhalb des Teiles der Öffnung des Formteils, die nicht vom Rohstück eingenommen wird, bewegt und so dimensioniert ist, dass seitliche Ablenkungen des

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Lochstempels durch eine Führung an einer der seitlichen Oberflächen oder an allen seitlichen Oberflächen der öffnung vermieden werden, dass das Verformen so lange fortgesetzt wird, bis das gepresste Material das Führungsglied allmählich zur Öffnung des Formteils und damit in eine der Bewegungsrichtung des Lochstempels entgegengesetzte Bewegungsrichtung bewegt, und dass der Lochstempel aus der Öffnung herausgezogen wird, wenn das Rohstück einen bestimmten Verformungsgrad erreicht hat und das Führungsglied aus der Öffnung des Formteiles herausgedrückt hat.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung unterscheidet sich grundsätzlich von älteren Vorrichtungen der gleichen Art dadurch, dass ein Führungsglied derart auf dem Lochstempel befestigt ist, dass es vor Beginn des eigentlichen Arbeitsprozesses passgenau in die Aushöhlung des weiblichen Formteils eingeführt ist, und dass es relativ zum Lochstempel bewegt werden kann, so dass es sich durch die Einwirkung des gepressten Materials des Rohstückes vom äusseren Ende des Lochstempels wegbewegen kann.

Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird diese näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 bis Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch

eine gemäss der Erfindung aufgebaute Vorrichtung und gleichzeitig verschiedene zeitlich aufeinanderfolgende Stadien eines Arbeitsablaufes beim Pressen eines Rohstückes,

Fig. 6 bis Fig. 9 in perspektivischer Ansicht verschiedene Ausführungsformen eines Führungsgliedes gemäss der erfindungsgemässen Vorrichtung.

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Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Vorrichtung besitzt ein weibliches Formteil 2 mit einer Aushöhlung oder Bohrung 3_f das in einem Lagerblock 4 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung befestigt ist. Innerhalb der Bohrung 3 ist ein verschiebbarer Gegenstempel 5 angeordnet, der sich zwischen einer Ruhestellung, in welcher seine Stirnfläche 6 den Boden der Aushöhlung bzw. Bohrung 3 des weiblichen Formteils bildet (siehe Fig. 2 und 3), und einer Auswurfstellung bewegt, in welcher die Stirnfläche 6 mit der Stirnseite des Formteils 2 in gleicher Ebene liegt (siehe Fig. 1 und 5). In der Ruhestellung des Gegenstempels 5 stösst dessen hinteres Ende 7 an ein Gegenlager der Vorrichtung, um eine feste Auflage zu schaffen, gegen welche das Rohstück 8 gepresst werden kann.

Die Bewegung des Gegenstempels 5 zwischen den beschriebenen Stellungen kann in jeder geeigneten Art und Weise durchgeführt werden. Im Ausführungsbeispiel ist z.B. ein Stössel 9 gezeigt, der auf das hintere Ende 7 des Gegenstempels 5 einwirkt und so angetrieben wird, dass er den Gegenstempel 5 aus der Ruhestellung in die Auswurfstellung drückt. Ein Zurücknehmen des Stössels 9 ermöglicht es, den Gegenstempel 5 ohne besonderen Antrieb in seine Ruhestellung zu schieben.

Das männliche Formteil bzw. der Lochstempel 11 ist so angeordnet, dass er in Längsrichtung der Bohrung 3 des weiblichen Formteiles 2 ausgerichtet ist und in axialer Richtung innerhalb eines Gestells 12 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung bewegt werden kann. Die Nase des Lochstempels 11 weist ein dem Querprofil der Bohrung 3 entsprechendes Querprofil auf, welches je nach Art des herzustellenden Gegenstandes verschieden ausgebildet ist, und ist länger als die oben erwähnte Aushöhlung, die von dem Formteil 2 und der Stirnfläche 6 des Gegenstempels 5 gebildet wird. Es ist auch möglich, das "entsprechende" Querprofil, d.h. das eigentliche formende Profil des Lochstempels 11, statt über die gesamte

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Länge des Lochstempels nur an seinem äusseren Ende vorzusehen. Eine derartige Möglichkeit ißt in den Figuren dargestellt. Das eigentliche formende Profil "bildet ein überstehender Teil 13 am äussersten Ende des Lochstempels 11. Es besitzt einen grösseren Durchmesser als der übrige Teil des Schaftes 14, der die Nase des Lochstempels 11 bildet. Gewöhnlich ist die Nase des Lochstempels 11 auf einem Rumpfteil 15 des Lochstempels 11 angebracht, dessen Durchmesser aus Stabilitätsgründen grosser als der Durchmesser der Nase ist. Der Übergang zwischen beiden Abschnitten ist abgerundet, um auftretende Scherkräfte zu verringern.

Das eigentliche formende Profil des Lochstempels 11 ist so ausgebildet, dass ein freier Raum zwischen dem überstehenden Teil 13 und den Wänden der Bohrung 3 entsteht, wenn der Lochstempel 11 in das weibliche Formteil 2 eingebracht wird. Dieser freie Raum bestimmt die Wanddicke und die Querschnittsform des zu formenden Gegenstandes, in einem besonderen Anwendungsfall markiert er einen Kreisring.

Es kann jedes geeignete Antriebsmittel benutzt werden, um den Lochstempel 11 zwischen dem Gestell 12 und dem weiblichen Formteil 2 hin und her zu bewegen.

Der Lagerblock 4 und das Gestell 12 sind getrennt aufgestellt oder über einen Durchlass 16 miteinander verbunden, damit ein Rohstück 8 zwischen den Lochstempel 11 und den Gegenstempel 5 gebracht werden kann. Die fertigen Gegenstände 17 können aus der Vorrichtung durch den Zwischenraum oder den Durchlass 16 entfernt werden. Es können weiterhin Transport- und Registrierungsvorrichtungen (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um die Rohstücke 8 und die fertiggestellten Gegenstände 17 automatisch durch den Zwischenraum oder die Passage 16 synchron mit der Bewegung des Lochstempels 11 und des Gegenstempels 5 zu transportieren.

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Das Führungsglied 18 ist vorzugsweise als Hülse ausgebildet und auf dem Schaft 14 des Lochstempels 11 aufgesetzt, auf welchem es durch Reibungskräfte gehalten wird. Wenn ein hervorstehender Teil 13 auf dem Lochstempel 11 vorgesehen ist, wie es in den Figuren gezeigt ist, dann ist die Hülse vorzugsweise mit einer Ausnehmung 19 versehen, um den hervorstehenden Teil 13, wie in den Figuren gezeigt, aufzunehmen. Die Gestalt der Ausnehmung 19 sollte im wesentlichen komplementär zur Gestalt des hervorstehenden Teiles 13 sein, obwohl dies nicht unbedingt notwendig ist. Die Hülse 18 kann verschiedene Ausführungsformen aufweisen, von denen einige nachfolgend beschrieben werden sollen.

Beispiel 1 (Figuren 6 und 7)

Die Hülse 18 ist generell ringförmig ausgebildet und durch einen Schlitz 21 an einer Seite aufgetrennt, um eine radiale Ausdehnung der Hülse zu ermöglichen. Der Innendurchmesser der Hülse 18 ist im Verhältnis zum Durchmesser des Schaftes 14 so gewählt, dass sich die Hülse 18 in entspannter Lage eng an den Schaft 14 anschmiegt, ihn aber nicht so stark umfasst, dass sehr grosse Kräfte aufgebracht werden müssen, um die Hülse 18 auf dem Schaft 14 zu bewegen. Ist der Lochstempel 11 an seinem Ende mit einem hervorstehenden Teil 13 ausgestattet, dann muss ein Spreizwerkzeug benutzt werden, um die Hülse 18 so aufzuweiten, dass sie trotz des hervorstehenden Teiles 13 auf dem Schaft 14 aufgebracht bzw. wieder von diesem entfernt werden kann. Zur Verbesserung der Dehnbarkeit kann entlang des Umfanges der äusseren Fläche der Hülse 18 eine Rille 22 vorgesehen sein, besonders dann, wenn der Aussendurchmesser relativ gross im Verhältnis zum Innendurchmesser ist.

Beispiel 2 (Figuren 8 und 9)

Die Hülse 18 wird maschinell mit einem bestimmten Innen- und Aussendurchmesser hergestellt und dann zur Bildung

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zweier Hälften 23 und 24 entlang einer diametralen Ebene geteilt. Nach Aufbringen auf den Schaft 14 des Lochstempels 11 werden die beiden Hälften 23 und 24 dadurch gehalten, dass sie zusammengefügt werden und durch eine Spannvorrichtung in Reibungseingriff mit dem Schaft 14 gebracht werden. Die Spannvorrichtung kann aus einem Sprengring 25 bestehen, der rund um" eine Zwischenzone der Hülse 18 angeordnet ist, wie in Fig. 8 dargestellt. Damit sich der Sprengring 25 nicht verschieben kann, wird er innerhalb einer Umfangsrille auf der äusseren Oberfläche der Hülse angebracht. Statt mit Spannvorrichtungen können die beiden Hälften 23 und 24 auch mit Hilfe einer Manschette (siehe Fig. 9.) zusammengehalten werden, die sich zumindest über einen Teil der Länge der beiden Hälften 23 und 24 erstreckt und so ausgebildet ist, dass ein radiales Auseinandergleiten der beiden Hälften aus der Lage, in welcher sie die gewünschte feste Verbindung mit dem Schaft 14 aufweisen, verhindert wird. Die Manschette 26 kann mit den Hälften 23 und 24 auf irgendeine geeignete Weise verbunden sein, z.B. durch Stifte 27 oder Schrauben, die in radialer Richtung durch die Manschette geführt sind und mit den beiden Hälften 23 und 24 der Hülse in Eingriff gebracht werden.

Wird eine wie oben beschriebene Führungshülse 18 in Verbindung mit einem einen hervorstehenden Teil 13 aufweisenden Lochstempel 11 benutzt, so ist sie vorzugsweise mit einer oben beschriebenen ringförmigen Ausnehmung 19 versehen, um den hervorstehenden Teil 13 so aufzunehmen, dass die obere Aussenflache der Hülse 18 und die obere Aussenflache des Lochstempels 11 in der gleichen Ebene liegen. Im Gestell 12 ist ebenfalls eine kreisförmige Ausnehmung zur Aufnahme der Führungshülse 18 vorgesehen, die in der Weise ausgebildet ist, dass die Oberfläche der. aufgenommenen Führungshülse 18 und die benachbarte Oberfläche 29 des Gestelles 12 in einer Ebene liegen.

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Es wurde gefunden, dass es beim Kaltpressen von Metallteilen ausreichend ist, die Führungshülse 18 so auszubilden, dass ihre axiale Länge im wesentlichen ihrem Bohrungsdurchmesser entspricht. Daher reicht es aus, wenn das Verhältnis der Arbeitslänge zum Durchmesser des Lochstempels 11 nur um eins grosser ist - d.h., wenn die zu formende Aushöhlung 31 ein Verhältnis von 5 : 1 aufweist, dass die Arbeitslänge der Führungshülse 18 zum Durchmesser des Lochstempels 1.1 ein Verhältnis von 6 : 1 nicht überschreiten muss.

Die Führungshülse 18 besteht aus hochvergütetem Werkzeugstahl, z.B. Wolfram-Kohlenstoff metall, oder einem ähnlichen verschleissfestem Material. Das gleiche oder ein ähnliches Material wird für den Lochstempel 11 verwendet. Beim Pressen können konventionelle Gleitmittel angewendet werden, um den Verschleiss zwischen Führungshülse 18 und Lochstempel 11 zu verringern.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Lochstempel 11 so angeordnet, dass er eine vertikale Bewegung ausführt und unterhalb des Gegenstempels 5 angeordnet ist, wie in den Figuren gezeigt ist. Es ist Jedoch durchaus möglich, eine andere Anordnung zu treffen, z.B. in der Weise, dass der Lochstempel 11 oberhalb des Gegenstempels 5 angeordnet ist, oder dass er sich seitlich vom Gegenstempel 5 befindet und eine horizontale Bewegung ausführt.

Zu Beginn befindet sich der Lochstempel 11 in seiner zurückgefahrenen Stellung, wie in Fig. 1 gezeigt ist, in welcher die betreffenden ausseren Flächen der Führungshülse 18 und des Lochstempels 11 in einer Ebene mit der Oberfläche 29 liegen, über welche vorgeformte Rohstücke 8 in die Bearbeitungsstellung transportiert werden. Bei den vorgeformten Rohstücken 8 handelt es sich gewöhnlich um Zylinder, dessen

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äusserer Durchmesser so bemessen ist, dass sie genau in die Bohrung 3 des weiblichen Formteiles 2 hineinpassen. Ist ein derartiges Rohstück 8 über dem Lochstempel 11 in axialer Richtung ausgerichtet, wie in Fig. 1 gezeigt ist, so wird die Antriebsvorrichtung des Lochstempels 11 aktiviert, um den Lochstempel 11 aufwärts zu bewegen. Dadurch wird das Rohstück 8 in die Bohrung 3 des weiblichen Formteiles 2 eingeführt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, bis es gegen die Stirnseite 6 des'Gegenstempels 5 stösst. In der Ruhestellung des Gegenstempels 5 ist das Rohstück 8 zwischen dem Gegenstempel 5 und dem Lochstempel 11 festgeklemmt. Unmittelbar vor dem Verformen des Rohstückes 8 befindet sich zumindest ein Teil der Führungshülse 18 innerhalb des weiblichen Formteiles 2, in welchem es durch die Seitenflächen der Bohrung 3 geführt wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In diese Stellung kommt die Führungshülse 18 automatisch aufgrund der Aufwärtsbewegung des Lochstempels 11, da die Führungshülse 18 um das äussere Ende des Schaftes angebracht ist und durch Reibungskräfte auf dem Schaft 14 festgehalten wird, so dass sie unter dem Einfluss der Schwerkraft nicht herunterrutschen kann.

Es kann vorkommen, dass der Lochstempel 11 nicht konzentrisch zur Bohrung 3 des Formteiles 2 ausgerichtet ist, wenn die Hülse 18 durch die Aufwärtsbewegung des Lochstempels 11 die Aushöhlung 3 erreicht. In einem solchen Falle stösst die Hülse 18 mit einer Kante oder einer Fläche des weiblichen Formteils 2 zusammen, so dass aufgrund der oben erwähnten Reibungsverbindung zwischen Hülse 18 und Schaft und durch das Zusammenwirken der Hülse 18 und einer Kante oder Fläche des weiblichen Formteiles 2 die Konzentrizität zwischen Bohrung 3 und Lochstempel 11 wiederhergestellt wird.

Mit fortgesetzter Aufwärtsbewegung des Lochstempels 11 beginnt dessen äusseres Ende in das Rohstück 8 hineinzu-

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dringen, da die weitere Bewegung des Rohstückes 8 durch den feststehenden Gegenstempel 5 verhindert wird. Die Führungshülse 18 kann jedoch nicht über die Stellung hinaus weiterbewegt werden, in welcher sie gegen die anliegende Oberfläche des Rohstückes 8 stösst. Dringt der Lochstempel in das Rohstück 8 hinein, wird das Rohstück 8 in radialer Richtung verformt, so dass es sich an die umgebende Oberfläche oder an die umgebenden Oberflächen der Bohrung 3 des Formteiles 2 anschmiegt, so dass das Material des Rohstückes 8 durch den kreisförmigen Zwischenraum zwischen Lochstempel 11 und Bohrung 3 des weiblichen Formteiles 2 nach unten gepresst wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Durch die Einwirkung des Rohstückes 8 auf die Führungshülse 18 wird diese durch das in axialer Richtung gepresste Material des Rohstückes 8 in axialer Richtung zum äusseren Ende des Lochstempels 11 fortbewegt. Die Führungshülse 18 befindet sich in einer Ruhestellung (gezeigt in Fig. 4), wenn sie durch die in axialer Richtung erfolgende Ausnehmung des Rohstückes 8 ganz aus der Bohrung 3 des v/eiblichen Formteiles 2 hinausgeschoben worden ist.

Der eben beschriebene Ablauf beeinträchtigt die Genauigkeit des Pressvorganges keineswegs, da die Führungshülse 18 ihre Hauptfunktion dann ausübt, wenn der Lochstempel in das Rohstück 8 hineinzudringen beginnt. Während des weiteren in genauer Ausrichtung erfolgenden Eindringens des Lochstempels 11 in das Rohstück 8 wird das Rohstück 8 an die umgebende Oberfläche der Bohrung 3 gepresst, so dass ein weiteres Führen des äusseren Endes des Lochstempels 11 nicht notwendig ist, da das Rohstück 8 selbst die Führungsfunktion durch das vom Lochstempel 11 nach aussen gepresste Material übernimmt.' Auf diese Weise ist eine genaue Einführung und eine genaue Stellung des Lochstempels 11 sichergestellt.

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Ist das Rohstück 8 im gewünschten Grad verformt, so wird der Lochstempel 11 aus der Bohrung 3 des weiblichen Formteiles 2 hinausgezogen, und das geformte Rohstück 17 kann zusammen mit dem Lochstempel 11 folgen oder aber im Inneren der Aushöhlung verbleiben. Im ersten Fall wird das fertige Rohstück 17 automatisch vom Lochstempel 11 dadurch ent_r fernt, dass die Führungshülse 18 gegenüber dem Lochstempel festgehalten wird, wenn sie auf der ringförmigen Ausnehmung des Gestelles 12 aufzusitzen kommt. Liegt die Führungshülse auf diese Weise auf dem Gestell 12 auf, so führt eine weitere Abwärtsbewegung des Lochstempels 11 in seine Ausgangsstellung dazu, dass die Nase aus dem fertigen Rohstück 17 herausgezogen wird, so dass das fertige Rohstück 17 schliesslich zum Abtransport aus der Formzone der Vorrichtung zur Verfügung steht. Im letzteren Falle wird das fertige Rohstück 17 aus der Bohrung 3 des weiblichen Formteiles 2 durch eine Abwärtsbewegung des Stössels 9 ausgestossen, da der Stössel 9 den Gegenstempel 5 in die Auswurfsteilung drückt.

Der Beschreibung lässt sich entnehmen, dass die vorliegende Erfindung eine relativ einfache Vorrichtung und Methode zum Ausführen genauer Kaltpressverfahren von Metallteilen angibt. Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass die Erfindung die Herstellung von gepressten Gegenständen erlaubt, die mit einer Toleranz von 0,002 inch bedeutend genauer gearbeitet sind als bei älteren Verfahren der gleichen Art. Die Anwendung der Erfindung ist nicht nur auf das Herstellen von Metallteilen beschränkt, sondern kann auch bei Leichtmetallen, wie z.B. Aluminium und bei Kunststoffmaterialien angewendet werden. Die Erfindung ist ebenso anwendbar bei Warmverformungsverfahren, wie z.B. Schmieden.

In der vorhergehenden Beschreibung der Erfindung ist der zu formende Gegenstand derart beschrieben, dass er eine zylindrische Form aufweist. Es ist aber selbstverständlich,

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dass die Erfindung ebenso auf Gegenstände mit den verschiedensten Konfigurationen angewendet werden kann (z.B. viereckige, sechseckige und andere nicht kreisförmige Formen).

Abschliessend ist festzustellen, dass verschiedene Änderungen, Einschränkungen und/oder Zusätze bei den vorstehend beschriebenen Konstruktionen und Anordnungen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch vom Gegenstand der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche umrissen ist, abgewichen wird.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche :

M.) Vorrichtung zum Formen von Metallteilen, welche ein Formteil mit einer Aushöhlung aufweist, und bei der ein beweglicher Lochstempel in gleicher Richtung wie die Aushöhlung derart angeordnet ist, dass sich in zurückgefahrener Stellung der gesamte Lochstempel ausserhalb der Aushöhlung befindet, während in ausgefahrener Stellung eine Nase des Lochstempels in das Innere der Aushöhlung hineinragt, die so dimensioniert ist, dass ein freier Raum zwischen der Nase und der benachbarten Seitenfläche oder den benachbarten Seitenflächen der Aushöhlung gebildet wird, wenn sich der Lochstempel in seiner ausgefahrenen Stellung befindet, dadurch gekennkeichnet, dass auf dem Lochstempel (11) ein Führungsglied (18; befestigt ist, welches sich in der.ausgefahrenen Stellung des Lochstempels (11) im Inneren der Aushöhlung befindet, dass das Führungsglied (18) einen derartigen quer zur Achse des Lochstempels (11) verlaufenden Durchmesser aufweist, dass es mit den die Aushöhlung des Formteils (2) begrenzenden Flächen abschliesst, und dass das Führungsglied (18) verschiebbar auf dem Lochstempel (11) befestigt ist, so dass eine Relativbewegung zwischen dem Führungsglied (18) und dem Lochstempel (11) in axialer Richtung des Lochstempels möglich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (18) als Hülse ausgebildet ist und mittels einer Reibungsverbindung auf dem Lochstempel (11) befestigt ist, wobei die Reibungsverbindung derart gestaltet ist, dass der Reibungswiderstand zwischen dem Lochstempel (11) und dem Führungsglied (18) grosser ist als der Reibungswiderstand zwischen der benachbarten Oberfläche oder den benachbarten Oberflächen des Führungsgliedes (18) und der Aushöhlung des Formteiles (2), so

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-Todass das Führungsglied (18) sich mit dem Lochstempel (11) bis zu einem vorgegebenen Hindernis bewegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lochstempel (11) aus einem Rumpfteil (15) und einer sich von diesem Rumpfteil (15) aus erstreckenden Nase besteht, wobei die Nase einen Schaft (14) und ein Formprofil (13) an dem dem Rumpfteil (15) gegenüberliegenden Ende des Schaftes (14) aufweist, dass die parallel zur Längsachse des Lochstempels (11) verlaufende Querschnittsfigur des Formprofils (13) der inneren Konfiguration des mit der Vorrichtung herzustellenden Gegenstandes und die parallel zur Längsachse des Lochstempels (11) verlaufende Querschnittsfigur der Aushöhlung des Formteils (2) der äusseren Konfiguration des herzustellenden Gegenstandes entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (14) der Nase ein im wesentlichen konstantes Querprofil aufweist, zumindest auf dem Teil seiner Länge, der an das Formprofil (13) angrenzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (18) zur Ermöglichung einer radialen Ausdehnung aus einer an einer Seite durch einen Schlitz (21) aufgespaltenen Hülse besteht, und dass das so ausgebildete Führungsglied (18) derart bemessen ist, dass es sich bei entspannter Lage eng an den Schaft (14) anschmiegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Umfanges der äusseren Fläche des Führungsgliedes (18) eine Rille (22) zur Verbesserung der radialen Beweglichkeit des Führungsgliedes (18) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (18) aus einer entlang einer dia-

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metralen Ebene aufgespaltenen Hülse gebildet ist, so dass zwei getrennte Hälften C23, 24) definiert sind, und dass Befestigungselemente um die beiden Hälften (23, 24) angebracht sind, um diese beim Aufstecken des Führungsgliedes (18) auf den Schaft (14) zusammenzuhalten.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente aus einem Sprengring (25) bestehen, der innerhalb einer entlang des Umfanges der äusseren Fläche des aus den zwei Hälften (23, 24) bestehenden Führungsgliedes (18) verlaufenen Rille (22) angeordnet ist und die beiden Hälften (23» 24) federnd zusammendrückt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente aus einer jeweils einen Teil der beiden Hälften (23, 24) umschliessenden Manschette (26) gebildet sind, dass Halteverbindungen (27) vorgesehen sind, um ein axiales Auseinandergleiten der Manschette (26) und der beiden Hälften (23, 24) zu verhindern.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteverbindungen (27) zwei Stifte oder Schrauben sind, die an zwei gegenüberliegenden Seiten der Manschette (26) angebracht sind und jeweils mit einer der beiden Hälften (23, 24) in Eingriff gebracht werden.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (18) am äusseren Ende der dem Formprofil (13) benachbarten Oberfläche eine Ausnehmung (19) aufweist, deren Gestalt im wesentlichen komplementär zur Gestalt des Formprofils (13) ist, so dass dieses von der Ausnehmung (19) aufgenommen werden kann.

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12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglicher Gegenstempel (5) innerhalb der Aushöhlung des Formteiles (2) verschiebbar ist und zum Ausstossen des geformten Gegenstandes durch die offene Seite der Aushöhlung dient, dass ein Gestell (12) vorgesehen ist, in welchem der Lochstempel (11) derart verschiebbar gelagert ist, dass er sich auf den Gegenstempel (5) zu und von diesem fortbewegen kann, und dass eine Aussparung (28) in der dem Formteil (2) benachbarten Oberfläche des Gestelles (12) vorgesehen ist, die zur Aufnahme des Führungsgliedes (18) in der zurückgefahrenen Stellung des Lochstempels (11) dient.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet dass ein Durchlass (16) zwischen dem Gestell (12) und dem Formteil (2) vorgesehen ist, welcher sich quer zur Bewegungsrichtung des Lochstempels (11) erstreckt, dass der Durchlass (16) so ausgebildet ist, dass die Rohstücke in eine Stellung gebracht werden können, in der sie gegenüber der Aushöhlung des Formteiles (2) in Längsrichtung ausgerichtet sind, und dass die geformten Gegenstände aus dieser Stellung wieder entfernt werden können.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Führungs- und Registriervorrichtungen vorgesehen sind, mittels denen die Rohstücke synchron mit der Bewegung des Lochstempels (11) und des Gegenstempels (5) in die besagte Stellung gebracht werden, und dass die geformten Gegenstände aus dieser Stellung durch ein nachfolgendes Rohstück herausgedrückt werden.
15. Verfahren zum Formen eines Gegenstandes durch Pressen, bei dem ein Rohstück in die Öffnung eines Formteils gebracht wird, deren Tiefe grosser als die Länge des Rohstückes ist, und bei dem eine Druckkraft in Längsrichtung auf die beiden entgegengesetzten Enden des Rohstückes mit Hilfe des

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Bodens des Forinte ils und eines beweglichen Lochstempels, bzw. durch das Hineintreiben des Lochstempels in das Rohstück ausgeübt wird, um das Rohstück innerhalb der öffnung zu verformen und dabei das Material des Rohstücks zwischen den Lochstempel und die benachbarten Seitenflächen der Öffnung des Formteils in Richtung auf die offene Seite der Öffnung des Formteils zu pressen, dadurch gekennzeichnet, dass der formende Lochstempel mit einem Führungsglied versehen ist, welches sich innerhalb des Teiles der öffnung des Formteils, die nicht vom Rohstück eingenommen wird, bewegt und so dimensioniert ist, dass seitliche Ablenkungen des Lochstempels durch eine Führung an einer der seitlichen Oberflächen oder an allen seitlichen Oberflächen der Öffnung vermieden werden, dass das Verformen so lange fortgesetzt wird, bis das gepresste Material das Führungsglied allmählich zur Öffnung des Formteils und damit in eine der Bewegungsrichtung des Lochstempels entgegengesetzte Bewegungsrichtung bewegt, und dass der Lochstempel aus der Öffnung herausgezogen wird, wenn das Rohstück einen bestimmten Verformungsgrad erreicht hat und das Führungsglied aus der Öffnung des Formteils herausgedrückt hat.
16. Verfahren nach Anspruch 15 t dadurch gekennzeichnet, dass das verformte Rohstück vom Lochstempel abgezogen wird, indem das Führungsglied beim Herausziehen des Lochstempels aus der öffnung des Formteils auf einer Bodenfläche zur Auflage kommt, und dass der Lochstempel weiter in dieselbe Richtung bewegt wird, bis das verformte Rohstück vom Lochstempel durch das Zusammenwirken mit dem Führungsglied abgezogen ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohstücke automatisch und synchron mit der Bewegung des Lochstempels in eine zur Öffnung des Formteils ausgerichtete Stellung transportiert werden, und dass jedes verformte und vom Lochstempel entfernte Rohstück aus dieser Stellung durch ein mit Hilfe von Transportvorrichtungen neu angeliefertes Rohstück herausgedrückt wird.

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