DE2461247C3 - Hammer zum Ausrichten und Einziehen von verbeulten Blechteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hammer zum Ausrichten und Einziehen von verbeulten Blechteilen mit einem Trägerkörper und einem an diesem in axialer Schlagrichtung begrenzt beweglich gehalterten Werkzeugkopf, der unter Federkraft in eine Endstellung gedrängt ist

Beim Ausrichten deformierter Blechteile, z. B. beim Ausbeulen von Karosserieteilen eines Kraftfahrzeugs mit gebräuchlichen Schlagwerkzeugen kommt es infolge der Stauchung des Materials an der Schlagstelle zu einem Materialfluß nach deren Umgebungsbereich hin, wodurch dort Verbeulungen und Krümmungen der Blechoberfläche, verbunden mit inneren MaterUlspannungen auftreten. In der herkömmlichen Ausbeuitech- nik suchte man das Material durch Erhitzen zu entspannen, oder man ließ beim Ausschlagen des Materials die Hammerbahn über die Arbeitsfläche gleiten, um das Material zu glätten und das Außenmate-

rial zu entspannen. Diese Techniken erfordern jedoch große Arbeitserfahrung und ein ausgezeichnetes Materialgefühl, so daß die Arbeitsergebnisse beträchtlich geschwankt haben. Aus der DE-OS 24 08 737 ist ein Schlagwerkzeug der eingangs erwähnten Art bekannt, das zur Vermeidung stärkerer Materialverschiebungen bei der Kaltbearbeitung deformierter Karosssrieteile einen aus mehreren Backen bestehenden Werkzeugkopf aufweist Die Backen befinden sich in der unter Federkraft gehaltenen

ίο Endstellung auch radial in gegenseitigem Abstand und werden beim Schlagen sowohl in Schlagrichtung entgegen der Federkraft als auch radial aufeinander zubewegt Beim Schlagen mit dem bekannten Hammer wird das Material demzufolge radial nach innen gezogen, wobei der an den Außenumfang jedes Werkzeugssektors anschließende Materialbereich eingenommen und geschwächt wird. Zwischen den Werkzeugsekioren entstehen im Schlagbereich Materialbäuche, die nur durch häufiges und geschicktes Schlagen mit dem bekannten Hammer ausgeglichen werden können. Im Effekt wird also mit dem bekannten Schlagwerkzeug die Materialanhäufung vom Umfangsbereich der Schlagfläche auf die Teilungslinien im Bereich des Auftreffens des Werkzeugkopfs verscho ben.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, den Hammer so auszubilden, daß er ein Ausbeulen von Blechteilen unter gleichmäßiger Materialverteilung und besserer Beseitigung von Material- spannungen auch Bedienungspersonen ohne besondere handwerkliche Qualifikation und technische Kenntnisse ermöglicht

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß an einer dem Werkzeugkopf zugekehrten Stirnseite des Trägerkörpers mehrere in Umfangsrichtung geneigte Flächen und an der benachbarten Seite des Werkzeugkopfes komplementäre geneigte Flächen ausgebildet sind und daß zur beweglichen Halterung des Werkzeugkopfes am Trägerkörper eine federelastische

so Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß der Werkzeugkopf durch axiale Schlagkräfte unter Ausführung einer Gleitbewegung zwischen den beiden Gruppen von geneigten Flächen gedreht und anschließend sowohl axial als auch tangential in die der Ausgangslage entsprechende Endstellung relativ zum Trägerkörper zurückgestellt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Hammer gibt es in der Schlagfläche des Werkzeugkopfes keine Spalte und demzufolge auch keine die Werkstückoberfläche ungleichmäßig machen den M^terialstaus. Vielmehr w^;rd das notwendige Einziehen des Materials durch Drehung der Schlagfläche auf dem Werkstück hervorgerufen. Die bei der Drehung auf das Werkstück übertragenen Reibkräfte sind proportional zum radialen Abstand von der Drehachse des Schlagwerkzeugs. Die entlang des Umfangs des Werkzeugs, also tangential auftretende Drehkraft sorgt für einen gleichmäßigen Materialfluß auch an den Grenzen außerhalb der wirksamen

Werkzeugflächen. Dadurch ergibt sich eine günstige und glatte Oberflächenbeschaffenheit des bearbeiteten Werkstücks und eine im wesentlichen einheitliche Werkstückdicke nach der Bearbeitung.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Gesamtansicht eines Ausführungsbiispiels des Hammers;

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des stirnseitigen Endabschnitts des Trägerkörpers;

Fig.3 eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des als Aufsatzstück ausgebildeten Werkzeugkopfes;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer federelastischen Kupplungsvorrichtung;

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung;

F i g. 6 eine Axialschnittansicht auf ein Ausführungsbeispiel mit vorspringendem Zentralbereich der Stirnfläche des Trägerkörpers;

F i g. 7 eine Draufsicht auf eine mit vorspringenden Rippen versehene Schlagfläche des Werkzeugkopfes;

Fi g. 8 eine Quersclmittansicht durch einen Abschnitt der mit vorspringenden Rippen versehenen Schi agfläche; und

F i g. 9 eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel der mit vorspringenden Rippen versehenen Schlagfläche.

In Fig. 1 ist eine Gesamtansicht des Hammers mit einem Trägerkörper 1 gezeigt, der im Mittelbereich auf einen Handgriff 2 aufgesteckt ist

An einem Stirnende des Trägerkörpers 1 ist ein Werkzeugkopf 3 in Form eines Aufsatzstücks über ein Kupplungselement 4 befestigt Die am Aufsatzstück 3 vorgesehene Schlagfläche 5 ist als ebene Bahn ausgebildet Wenn der Benutzer unter Führung des Hammers am Handgriff 2 die Schlagfläche 5 gegen die Blechoberfläche schlägt, soll das Aufsatzstück 3 auf der Blechoberfläche infolge der sich durch den Schlag ergebenden Stoßkräfte drehen.

Zur Erzielung dieser Drehbewegung sind der Trägerkörper 1 und das Aufsatzstück 3 in der folgenden Weise ausgebildet Am Stirnende des Hammers f sind gemäß F i g. 2 vier in Umfangsrichtung geneigte Flächen 6 ausgebildet Diese geneigten Flächen 6 entsprechen gekrümmten Flächen, die fiktiv dadurch errichtet sind, daß eine gerade Linie R, die von einem Punkt P auf der Mittelachse des Trägerkörpers 1 ausgeht, an ihrem äußeren Ende entlang vier imaginären Schraubenkurven Q mit relativ geringer Steigung um die Umfangsfläche des Trägerkörpers beweg; wird, wodurch die vier geneigten Flächen mit einer Umfangsneigung auf einem konzentrischen Kreis entstehen. Die vier geneigten Flächen 6 sind jeweils in einem rechtwinkligen Sektor gebildet und grenzen beidseitig an dreieckige Flankenflächen 7 an, weiche unter Bildung radial geneigter Stufen axial verlaufen. Auf der rückwärtigen, dem Trägerkörper 1 zugekehrten Seite des Aufsatzstücks 3 sind in der in F i g. 3 dargestellten Weise geneigte Flächen 8 und vertikal verlaufende Flanken 9 komplementär oder symmetrisch mit den geneigten Flächen 6 und den vertikalen Flankenflächen 7 der Stirnseite des Trägerkörpers 1 ausgebildet. Das Aufsatzstück 3 weist an seiner rückwärtigen Seite außerdem eine axial vorspringende Ringwand 10 auf, in weiche der Stirnabschnitt des Trägerkörpers 1 in losem Paßsitz konzentrisch eingesetzt ist Der Trägerkörper 1 und das Aufsatzstück 3 sind durch das als Gummimuffe 4 ausgebildete Kupplungselement verbunden, welches einerseits die Ringwand 10 und andererseits den Trägerkörper 1 im Umfangsbereich umschließt, wobei der Stirnabschnitt des Trägerkörpers 1 in die Ringwand 10 eingesetzt ist

ίο Die Gummimuffe 4 ist mit ihren Enden an beiden Teilen in der in F i g. 1 dargestellten Weise befestigt

Die Gummimuffe 4 kann in Längsrichtung und in Umfangsrichtung elastisch verformt werden. Der Trägerkörper 1 und das Aufsatzstück 3 sind auf diese Weise elastisch miteinander verbunden und werden von der Gummimuffe 4 in einer Endstellung gehalten, von der aus unter Einfluß axialer Schlagkräfte eine von den vertikalen Flanken 7 und 9 begrenzte Drehbewegung und Axialbewegung des Aufsatzstückes 3 gegenüber dem Trägerkörper 1 erfolgt Wenn daher eine axiale Schlagkraft auf die Schlagfläche S des Aufsatzstücks 3 wirkt, wird das Aufsatzstück 3 unter Ausführung einer Gleitbewegung zwischen den geneigten Flächen 6 und 8 soweit gedreht und eingerückt, bis die beiden vertikalen Flanken 7 und 9 gegeneinander stoßen. Bei Fortfall der Schlagwirkung kehrt das Aufsatzstück 3 unter Einfluß der Federkraft der Gummimuffe 4 rasch in die Ausgangsdrehstellung zurück, wobei auch eine Änderung der Relativstellung von Trägerkörper 1 und

Aufsatzstück 3 in Axialrichtung stattfindet.

Auf diese Weise erfüllt das Kupplungselement 4 sowohl eine Kupplungsfunktion zwischen dem Trägerkörper 1 und dem Aufsatzstück 3 als auch die Funktion einer elastischen Rückholung des Aufsatzstücks 3 aus der durch die Schlagkräfte hervorgerufenen Dreh-Auslenkstellung in die Ausgangsstellung.

Die Gummimuffe 4 verhütet darüber hinaus, daß etwa zwischen den geneigten Flächen 6 und 8 eingeführtes Schmierfett die Schmierflächen verläßt oder bei Hammergebrauch aus den Gleitfugen nach außen spritzt.

F i g. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem der Trägerkörper 1 und das Aufsatzstück 3 entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet sind, das Kupplungselement 4 jedoch als Spiral- bzw. Schraubenfeder 11 ausgebildet ist.

Die Spiralfeder 11 ist mit ihren beiden Enden am Trägerkörper 1 und am Aufsatzstück 3 befestigt und stellt eine solche Verbindung zwischen diesen beiden Teilen dar, daß diese relative Rotations- und Axialbewegungen ausführen können und das Aufsatzstück 3 in der dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechenden Weise in die Ausgangsstellung zurückgeholt werden kann. Insoweit entspricht die Funktion der

Spiralfeder 11 derjenigen der Gummimuffe 4.

Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die geneigten Flächen 6 und 8 am Trägerkörper 1 und am Aufsatzstück 3 eine abgewandelte Form haben. Eine der geneigten Flächen 5 des Trägerkörpers 1 und der geneigten Flächen 8 des Aufsatzstücks 3 springt im Zentralbereich P gegenüber dem Umfangsbereich vor, während die anderen geneigten Flächen entsprechend zurückspringen. Bei jedem Schlag wird die vorspringende Seite in die zurückspringende Seite getaucht bzw.

6j gestoßen, so daß ohne Verschiebung der Achsen der beiden Seiten ein stabiles Schlagen hinzukommt.

Wenn die geneigten Rächen 6 und 8 ausgebildet sind, daß sich ihr Neigungswinkel (in UmfanKsrichtung) in der

Nähe der vertikalen Flanken 7 und 9 ändert, — im Gegensatz also zu dem konstanten Neigungswinkel gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel können der Neigungswinkel der Kontaktflächen und die Drehauslenkung der Härte des zu bearbeitenden Materials angepaßt werden.

Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen andere Ausführungsbeispiele, bei denen vorspringende Rippen auf der Schlagfläche S des Aufsatzstücks 3 ausgebildet sind.

Auf der eine kreisförmige und ebene Grundfläche aufweisenden Schlagfläche 5 sind gemäß F i g. 7 mehrere bogenförmige oder gekrümmte, vorspringende Rippen 12a ausgebildet, die die mit einem Pfeil in F i g. 7 dargestellte Drehrichtung beim Schlagen unter einem spitzen Winkel schneiden und vom Mittelbereich divergierend zum Umfang der Schlagfläche verlaufen. Die Querschnittsausbildung dieser vorspringenden Rippen 12a ist sägezahnförmig, wobei die steile Flanke des Sägezahns in die in Fig.8 ebenfalls durch einen Pfeil dargestellte Drehrichtung weist. Hierdurch ergibt sich bei der Rotationsbewegung eine kräftige Reibwirkung auf die Blechoberfläche, wodurch der Effekt des Einziehens von Material der Blechoberfläche verstärkt wird. Wenn die vorspringenden Rippen 12 unter einem geeignet spitzen Winkel zur Rotationsrichtung stehen, können sie in der in F i g. 9 dargestellten Weise als linear auswärts verlaufende Rippen 12b ausgebildet werden. Wenn der Trägerkörper an einem Ende ein Aufsatzstück mit einer ebenen und glatten Schlagfläche entsprechend dem Ausführungsbeispiel in den F i g. 1,3, 5 und 6 und am anderen Ende das Aufsatzstück gemäß den F i g. 7, 8 und 9 trägt, ist es möglich, von den vorspringenden Rippen herrührende Unebenheiten mit der glatten Schlagfläche auszugleichen und zu glätten.

Aufgrund der zuvor beschriebenen Ausbildung des Hammers wird das Aufsatzstück beim Ausführen eines Schlages aufgrund der dabei entstehenden Axialkräfte von den zusammenwirkenden geneigten Flächen gedreht, wobei die zwischen den geneigten Flächen auftretenden Drehkomponenten die sich der Drehbewegung entgegenstellende Reibkraft zwischen der Schlagfläche und der Blechoberfläche sowie die Federkraft des Kupplungselements übersteigen. Auf diese Weise wird im Augenblick des Auftreffens der Schlagfläche auf die Blechoberfläche das Aufsatzstück gedreht und eine in Umfangsrichtung wirkende Reibkraft auf der Blechoberfläche wirksam. Während die bei der Beulenbildung hervorgerufenen Spannungen und Streckungen des Materials beim Aufbringen rein vertikaler Schlüge mit einem herkömmlichen Hammer nicht beseitigt werden können, gelingt es mit dem beschriebenen Hammer, eine kräftige, kreisförmige Reibkraft der vertikalen Schlagkraft zu überlagern, und die Oberfläche vor allem im Umfangsbereich der Schlagfläche besonders zu verformen, wodurch Materialspannungen und -dehnungen aufgehoben und absorbiert werden.

Das beschriebene Schlagwerkzeug ist selbstverständlich von dem in F i g. 1 gezeigten Handgriff unabhängig und kann auch in Verbindung mit Schlagpressen oder anderen kraftgetriebenen Einrichtungen verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Hammer zum Ausrichten und Einziehen von verbeulten Blechteilen mit einem Trägerkörper und einem an diesem in axialer Schlagrichtung begrenzt beweglich gehalterten Werkzeugkopf, der unter Federkraft in eine Endstellung gedrängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer dem Werkzeugkopf (3) zugekehrten Stirnseite des Trägerkörpers (1) mehrere in Umfangsrichtung geneigte Flächen (6) und an der benachbarten Seite des Werkzeugkopfes komplementäre geneigte Flächen (8) ausgebildet sind und daß zur beweglichen Halterung des Werkzeugkopfes (3) am Trägerkörper (1) eine federelastische Kupplungsvorrichtung (4; 11) vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß der Werkzeugkopf durch axiale Schlagkräfte us;ter Ausführung einer Gleitbewegung zwischen den beiden Gruppen von geneigten Flächen gedreht und anschließend sowohl axial als auch tangential in die der Ausgangslage entsprechende Endstellung relativ zumTrägerkörper(l) zurückgestellt wird.

2. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastische Kupplungsvorrichtung aus einer elastischen Muffe (4) besteht, die einerseits am Umfang des Trägerkörpers (1) und andererseits am Umfang des Werkzeugkopfes (3) befestigt ist

3. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als federelastische Kupplungsvorrichtung eine Spiral- bzw. Schraubenfeder (U) um den Trägerkörper (1) und den Werkzeugkopf (3) herumgelegt und an ihren Enden mit dem Trägerkörper und dem Werkzeugkopf verbunden ist

4. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der geneigten Flächen (6, 8) konstant ist

5. Hammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Neigungswinkel der geneigten Flächen (6,8) in Umfangsrichtung ändert

6. Hammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß auf der Schlagfläche (5} mehrere auswärts verlaufende, vorspringende Rippen (12a, t2b) unter einem spitzen Winkel zur Drehrichtung des Werkzeugkopfes (3) angeordnet sind.

7. Hammer nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Rippen (\2a) bogenförmig oder gekrümmt verlaufen.

8. Hammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Rippen (126,1 geradlinig verlaufen.

9. Hammer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringenden Rippen (12a, \2b) einen sägezahnförmigen Querschnitt haben.