DE2638949C3 - Verfahren zum Anformen von Zapfen an einer Platine - Google Patents

Description

Zusammenfassung

Es wird ein Verfahren zum Anformen von Zapfen an einer Platine durch Fließpressen unter Zuhilfenahme hydrostatischen Drucks vorgeschlagen, die als hohle Zentrier- und Nietzapfen ohne Verwendung eines Innenstempels eine variable Länge bei einem bestimmten Außendurchmesser erhalten, ohne die an die Platine gestellten Anforderungen, welche abhängig von deren Dicke sind, herabzusetzen.

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem aus der US-PS 33 87 481 bekannten Verfahren nach der Gattung des Anspruchs 1 aus. Bei diesem Verfahren ist jedoch von Nachteil, daß der Mindestdurchmesser des auszubildenden Zapfens verhältnismäßig groß ist, da der den Hohlraum des Zapfens formende zusätzliche Innenstempel nicht beliebig klein sein kann, um noch eine ausreichend dicke Zapfenwand zu erhalten. Die Zapfenlänge kann dann abhängig von der Platinendicke nicht immer ausreichend sein.

Weiterhin ist durch die DE-OS 19 19 388 ein Prägeverfahren unter Verwendung von Druckmittel bekannt geworden, mit dem in einem sehr dünnen Blech eine Vertiefung ausgebildet wird, deren Durchmesser ein Vielfaches der Blechdicke beträgt und deren Form genau durch eine Ausnehmung im Prägestempel bestimmt und unabhängig von der verwendeten Druckmittelmenge ist. Das Druckmittel wirkt dabei entgegen der Arbeitsrichtung des Prägestempels auf die dem Prägestempel abgewandte Seite des zu verformenden Blechs.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß mit ihm hohle Zapfen an Platinen angeformt werden können mit jeweils im Verhältnis zur Dicke der Platine großer Länge und kleinem Außendurchmesser, also Maßen, die mit den bekannten technischen Methoden nicht mehr hergestellt werden können. Wesentlich ist dabei, daß unter Zuhilfenahme hydrostatischen Drucks die Zapfenlänge variabel ist. Die derart angeformten Zapfen eignen sich als Zentrier- und Nietzapfen mit genügend Stoff zum Ausfüllen des Loches des anzunietenden Teiles und zur Bildung des Schließkopfes. Dabei wird aus der Platine nicht soviel Material umgeformt, daß beispielsweise der Magnetfluß in der Platine oder die mechanische Festigkeit der Platine in unerwünschter Weise negativ beeinflußt werden könnte.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 1 möglich und sind geeignete Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens

μ angegeben. Wesentlich ist dabei, daß die Zapfenlänge durch eine bestimmte abgemessene Druckmittelmenge, welche durch eine entsprechend ausgebildete Vertiefung des Stempels und/oder der Platine abgemessen

bzw. aufgenommen wird, variabel gestaltet werden kann.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Das erste Au^führungsbeispiel des Verfahrens ist in den F i g. 1 bis 4 wiedergegeben, welche ein Fließpreßwerkzeug als Vorrichtung zum Durchführen des einstufigen Verfahrens in seinen einzelnen Schritten zeigen. Das zweite Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist in den Fig.5 bis 10 wiedergegeben, welche ein Folgewerkzeug mit einer der Fließpreßstation vorgeschalteten Prägestation als Vorrichtung zum Durchführen des zweistufigen Verfahrens in seinen einzelnen Schritten. Alle Figuren zeigen die jeweilige Vorrichtung im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein vereinfacht dargestelltes Fließpreßwerkzeug (Fig. 1) als Vorrichtung für ein einstufiges Verfahren hat eine Grundplatte 1, auf der eine gehärtete Druckplatte 2 angeordnet ist. Auf der Druckplatte 2 sitzt eine Halteplatte 3 mit einer Fließpreßbuchse 4. In der Grundplatte 1 ist eine Bohrung 5 ausgebildet, welche sich in einer Bohrung 6 mit kleinerem Durchmesser durch die Druckplatte 2 und die Fließpreßbuchse 4 fortsetzt. In den Bohrungen 5, 6 ist ein Zwangsauswerfer 7 geführt, dessen Endabschnitt kleineren Durchmessers in der in F i g. 1 gezeigten Ausgangsstellung des Werkzeugs bis in die Bohrung 6 in der Fließpreßbuchse 4 ragt. Ein Niederhalter 8 hat eine Bohrung 9, welche mit den Bohrungen 5, 6 fluchtet. In der Bohrung 9 ist ein Fließpreßstempel 10 geführt, der in der Ausgangsstellung etwas in den Niederhalter 8 zurückgezogen ist Der Fließpreßstempel 10 hat eine im wesentlichen konkave Stirnseite als Arbeitsfläche 11 mit einem Dichtrand 12.

Bei dem einstufigen Verfahren wird in der Ausgangsstellung nach Fig. 1 eine Platine 13, welche mit Druckmittel beschichtet oder besprüht ist, auf die Halteplatte 3 gelegt. Als Druckmittel kann auch das erforderliche Schmiermittel dienen. Danach wird zunächst der Niederhalter 8 und dann der Fließpreßstempel 10 auf die Platine 13 gesetzt. Der Fließpreßstempel 10 schließt dabei eine Druckmittelmenge 14 auf der Platine 13 im Bereich der Bohrung 9 an seiner Arbeitsfläche 11 ein und dichtet den von der Druckmittelmenge 14 ausgefüllten und von der Arbeitsfläche Il und der Platine 13 im Bereich der Bohrung 9 umgrenzten Raum mit seinem Dichtrand 12 ab (F i g. 2). Anschließend wird der Fließpreßstempel 10 mit Preßdruck beaufschlagt, so daß der Fließpreßstempel 10 in die Platine 13 dringt und dabei Material der Platine 13 in die Bohrung 6 der Fließpreßbuchse 4 in Form eines Zapfens 15 preßt (Fig.3). Das an der Arbeitsfläche 11 eingeschlossene Druckmittel 14 gelangt dabei unter einen sichaufbauenden hydrostatischen Druck und weicht in Fließpreßrichturg derart aus, daß es ein zur Arbeitsfläche 11 hin offenes Sackloch 16 im Zapfen 15 bildet.

Nach dem durch Fließpi^:,;.:i leiter Anwendung von hydrostatischem Druck der Hohlzapfen 15,16 ausgebildet ist, wird die Vorrichtung geöffnet (Fig. 4). Der Fließpreßstempel 10 und der Niederhalter 8 werden in die Ausgangsstellung zuriickbewegt. Die Platine 13 wird aus der Vorrichtung entnommen, wobei der maschinengesteuerte Zwangsauswerfer 7 mit seinem in die Bohrung 6 ragenden Ende gegen den Zapfen 15 gedrückt wird, ihn aus der Bohrung 6 schiebt und die Platine 13 von der Halteplatte 3 abhebt

Bei einem derart ausgebildeten Hohlzapfen 15, 16 genügt auch das zur Zapfenbildung zur Verfugung stehende verhältnismäßig geringe Material, um einen ausreichend langen Zapfen beispielsweise als Nietzapfen mit genügend Material für den Schließkopf zu erhalten. Besonders geeignet ist das Verfahren für Zapfen, welche einen verhältnismäßig kleinen Außendurchmesser haben, bei denen mit mechanischen Methoden solch ein Zapfen nicht mehr hohl gefertigt werden kann. Außerdem wird die Dicke der Platine 13 im Bereich des für den Hohlzapfen 15, 16 verdrängten Materials nicht so verringert daß der Magnetfluß oder die mechanische Festigkeit in dem aus der Platine 13 hergestellten Teil wesentlich negativ beeinflußt wird.

Die beschriebenen einzelnen Verfahrensschritte des ersten Ausführungsbeispieles laufen in einem Arbeitsgang sehr rasch aufeinanderfolgend ab, so daß der Hohlzapfen in einem einstufigen Verfahren ausgebildet wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel betrifft ein zweistufiges Verfahren mit einer der Fließpreßstufe unter zusätzlicher Anwendung von hydrostatischem Druck.

der eine Prägestufe vorgestellt ist. Soweit die Teile gleich denen des ersten Ausführungsbeispiel sind, haben sie dieselben Bezugszahlen.

Eine ebenfalls Vereinfacht dargestellte Prägestation (F i g. 5), als Vorrichtung für die erste Stufe des zweistufigen Verfahrens besitzt wiederum die Grundplatte 1 und die Druckplatte 2, auf welcher die Halteplatte 3 mit einer Prägebuchse 17 sitzt. Durch die Prägebuchse 17 if.t die Bohrung 6 der Druckplatte 2 fortgesetzt. In de:" Bohrung 5 der Grundplatte 1 ist ein Auswerfer 18 eingesetzt, der sich auf einer Druckfeder

19 abstützt und durch die Bohrung 6 der Druck- und Halteplatte 2 und 3 ragt. Die Stirnseite des Auswerfers 18 liegt in der Ausgangsstellung der Prägestation mit der Aufnahmeseite der Halteplatte 3 für eine gefettete Platine 20 in einer Ebene.

Im Niederhalter 8 ist eine Bohrung 21 in Verlängerung der Längsachse der Bohrung 5, 6 ausgebildet. In der Bohrung 21 ist ein Prägestempel 22 geführt. Der Prägestempel 22 hat an seiner Stirnseite 23 eine zentrisch angeordnete Prägenase 24. In der Ausgangsstellung ist der Prägestempel 22 in die Bohrung 21 zurückgezogen, so daß sich die Prägenase 24 noch völlig in der Bohrung 21 befindet.
Zum Prägen einer Vertiefung 25 der Platine 20 wird die Nase 24 in die Platine 20 gepreßt, bis der Prägestempel 22 mit seiner Stirnseite 23 auf der Platine

20 aufliegt (F i g. 6). Das beim Prägen verdrängte Material weicht als Buckel 26 in die Bohrung 6 der Prägebuchse 17 aus und drückt den Auswerfer 18 entgegen der Kraft der Druckfeder 19 zurück. Nach Ausbilden der Vertiefung 25 werden der Prägestempel 22 und der Niederhalter 8 in die Ausgangsstellung zurückbewegt und der Auswerfer 18 drückt unter dem Einfluß der Kraft der Druckfeder 19 die Platine 20 aus

W) der Vorrichtung.

Eine vereinfacht dargestellte Fließpreßstation als Vorrichtung für die zweite Stufe des zweistufigen Verfahrens (F i g. 7) besitzt wiederum die Grundplatte 1, die Druckplatte 2, die Halteplatte 3 mit der Fließpreßbuchse 4 und den in die Bohrungen 5, 6 eingesetzten maschinengesteuerten Auswerfer 7. Der Niederhalter 8 hat jedoch eine Bohrung 27 mit einer Ringnut 28. in welche ein Kanal 29 für die Druckmittelzufuhr von

außen mündet. Der Fließpreßstempel 10 hat die konkave Arbeitsfläche 11 mit Dichtrand 12, ist in der Bohrung 27 geführt und in der Ausgangsstellung soweit in die Bohrung 27 zurückgezogen, daß die Ringnut 28 zur Bohrung 27 auf ihrer ganzen Breite offen ist. Der Buckel 26 d>. ■ in die Fließpreßstation eingelegten Platine 20 sitzt in der Bohrung 6 der Fließpreßbuchse 4.

Zunächst wird der Niederhalter 8 auf die Platine 20 gesetzt, so daß der Endabschnitt der Bohrung 27 an seinen Stirnseiten von der Platine 20 mit der Vertiefung 25 und der Arbeitsfläche 11 des Fließpreßstempels 10 begrenzt ist (F i g. 8). Durch den Kanal 29 wird diesem Raum Druckmittel zugeführt. Durch den niedergehenden Fließpreßstempel 10 (Fig.9) wird die Ringnut 28 von der Bohrung 27 getrennt. An der Platine 20 wird im Bereich der Bohrung 27 eine bestimmte Druckmittelmenge 30 zwischen der Vertiefung und der Arbeitsfläche 11 des Fließpreßstempels 10 eingeschlossen, wobei der Rand 12 des Fließpreßstempels 10 abdichtend auf die Platine 20 gedrückt ist. Weiterhin wird wie beim einstufigen Verfahren der Fließpreßstempel 10 in die Platine 20 gepreßt, wobei sich in der eingeschlossenen Druckmittelmenge 30 ein hydrostatischer Druck aufbaut. Das vom Fließpreßstempel 10 verdrängte Material der Platine 20 fließt als Zapfen 31 in die Bohrung 6 der Fließpreßbuchse 4. Das eingeschlossene Druckmittel folgt der Fließbewegung bei der Bildung des Zapfens 31 und formt ein zum Arbeitsstempel 10 hin offenes zentrisches Sackloch 32 im Zapfen 31. Es entsteht somit ein Hohlzapfen 31, 32, dessen Länge durch die eingeschlossene abgemessene Druckmittelmenge 30 mitbestimmt ist. Zusätzlich zur im wesentlichen konkav ausgebildeten Arbeitsfläche 11 des Fließpreßstempels

■i 10 wird die Druckmittelmenge 30 beim zweistufigen Verfahren durch die Größe der in die Platine 20 geprägten Vertiefung 25 bestimmt, welche verschieden groß ausgebildet werden kann.

Nach dem Ausbilden des Hohlzapfens 31,32 wird die

ίο Vorrichtung geöffnet und die Platine 20 wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgeworfen.

Durch eine veränderte Länge der Prägenase 24 des Prägestempels 22 oder durch eine tiefer oder flacher ausgebildete Arbeitsfläche 11 des Fließpreßstempels 10

·■> kann der Aufnahmeraum und somit die zum hydrostatischen Fließpressen benötigte Druckmittelmenge verändert werden, so daß gegenüber den bisherigen an sich bekannten Verfahren die Zapfenlänge in erforderlicher Weise beeinflußt werden kann.

Für die Massenfertigung ist dabei noch von Vorteil, daß das Verfahren keines teueren technischen Aufwands bedarf. Dabei werden keine empfindlichen Vorrichtungsteile benötigt, was das Verfahren verhältnismäßig fertigungssicher macht. Sowohl das einstufige als auch das zweistufige Verfahren lassen sich mit Folgewerkzeugen durchführen, so daß die Möglichkeit besteht, ohne Einzelwerkzeuge und zusätzliche Arbeitsgänge eine sehr wirtschaftliche Herstellung von Platinen mit Hohlzapfen zu erzielen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anformen von Zapfen an einer Platine durch Fließpressen, demzufolge die Platine zwischen einer Fließpreßbuchse und einem Niederhalter aufgenommen wird und durch einen eine Bohrung im Niederhalter durchdringenden Fließpreßstempel unter teilweisem Eindringen in die Platine Materia! aus der Dicke der Platine in eine gegenüberliegende Bohrung der Fließpreßbuchse unter Ausbildung eines Zapfens verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der FHeR-preßstempel beim Bewegen auf die Fließpreßbuchse zu eine Druckmittslmenge zwischen seiner Arbeitsfläche und der Platine abmißt, einschließt und unter hydrostatischen Druck setzt, bis sich die gewünschte Zapfenlänge unter Bildung eines zum Fließpreßstempel offenen Sackloches im Zapfen frei ausgeformt hat

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel auf die Platine vor dem Anformen des Zapfens aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel zugleich als Schmiermittel verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platine eine Vertiefung füi eine zusätzliche abgemessene Menge des Druckmittels vor dem Anformen des Zapfens an der dem Zapfen abgewandten Seite der Platine ausgebildet wird.'

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Halteplatte mit einer den Zapfendurchmesser bestimmenden Bohrung und einem Niederhalter, in welchem der Fließpreßstempel geführt ist, zwischen denen der Einlegebereich für die Platine vorgesehen ist, in welchen der Flicßpreßstempel hinein bewegbar ist, wobei die Bohrung in der Halteplatte einen Durchmesser hat, der wesentlich kleiner als der des Fließpreßstempels und höchstens unwesentlich größer als die Dicke der Platine ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (11) eine die Druckmittelmenge bestimmende Vertiefung und einen Dichtrand (12) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Folgewerkzeug, in dem der Fließpreßstation eine Prägestation mit einem im Niederhalter (8) geführten Prägestempel (22) vorgeschaltet ist, der an seiner Stirnseite (23) einen Prägezapfen (24) aufweist und gegenüber einer dem Durchmesser des anzuformenden Zapfens entsprechenden Bohrung (6) in der Halteplatte in den Einlegebereich für die Platine (20) hinein zum Ausbilden einer Vertiefung (25) an der Platine (20) bewegbar ist, sowie durch eine das Druckmittel für den Fließpreßschritt zuführende Leitung (28, 29) welche mit einem an die Vertiefung (25) der Platine (20) und an die Arbeitsfläche (U) des Fließpreßstempels (10) angrenzenden Raum verbindbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel zuführende Leitung als Kanal (29) des Niederhalters (8) ausgebildet ist, der in einer Ringnut (28) einer den Fließpreßstempel (10) aufnehmenden Führungsbohrung (27) endet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche S bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß in den Bohrungen (6) der Halteplatte (3) für den anzuformenden Zapfen (15, 31) jeweils ein zum Auswerfen der Platine (13; 20) geführter Auswerfer (7) eingesetzt ist