DE2639595C2 - Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen eines Ziehrings - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer solchen bekannten Vorrichtung {US-PS 36 53 249) wird das Schmier- und Kühlmittel auf die Seitenwände von Näpfen gerichtet, '«vor die Näpfe mittels des Ziehstempels durch den Ziehring hiiidurchgeführt werden. Das Schmier- und Kühlmittel wird dann aufgrund der Axialbewegung der Näpfe von den Napfseitenwänden zu der Ziehringeinlauffläche mitgenommen. Die einzige Zeit, in der ständig Schmier- und Kühlmittel auf der Einlauffläche und der Arbeitsfläche des Ziehringes vorhanden ist, ist daher das kurze Intervall, in welchem ein Napf vorhanden ist, der durch den Ziehring hindurchgeht. Zu allen anderen Zeiten ist kein Strom von Schmier- und Kühlmittel zu den Ziehringflächen zur Wärmeabführung sowie zum Abspülen und Entfernen von Fremdteilchen (Metallreste, Verunreinigungen und dgl.) vorhanden. Während des Durchgangs eines Napfes durch den Ziehring ist zwar eine ausreichende Schmierung vorhanden, bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit kann es aber zu einer unzulässig starken Erwärmung des Ziehringes kommen und außerdem können an dem Ziehring Fremdteilchen hängenbleiben, die bei dem Umformvorgang zur Riefenbiidung führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Erwärmung des Ziehrings im Betrieb auch bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit in zulässigen Grenzen bleibt und keine Fremdteilchen an dem Ziehring hängenbleiben können.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird das Schmier- und Kühlmittel über die Einlauffläche des Ziehrings zu dessen Arbeitsfläche geleitet. Dadurch wird während des gesamten Arbeitsspiels des Ziehstempels, also während dessen Vor- und Rückhubes und auch dann, wenn sich der Ziehstempel nicht in der Bohrung des Ziehringes befindet, die gesamte innere Ziehringoberfläche durch das Schmier- und Kühlmittel, das zwangsläufig über diese innere Oberfläche hinweggeleitet wird, ununterbrochen gekühlt und geschmiert. Außerdem wird durch den ununterbrochenen Schmier- und Kühlmittelstrom auf der Arbeitsfläche des Ziehringes auch eine Spülwirkung erzielt, die Metallreste oder andere Verunreinigungen von dem Ziehring entfernt. Die Vorrichtung nach der Erfindung gewährleistet somit eine maximale Schmierung, eine wirksame Wärmeabführung und ein wirksames Abspulen und Abführen von Fremdteilchen, weil die Zufuhr des Schmier- und Kühlmittels zu den inneren Ziehringoberflächen ständig, also nicht nur während des Ziehvorganges erfolgt u::d somit ständig Wärme abgeführt und die inneren Zieiiringoberflächen saubergehalten werden können. Das ist besonders wichtig bei mehreren hintereinandergeschalteten Ziehringen, die sich weit innerhalb der Ziehringanordnung befinden, so daß keine Zugangsmöglichkeit von außen vorhanden ist.

Es ist zwar bereits eine Vorrichtung zum Schmieren eines ZishriiigS bekannt (DE-OS 21 30 426), bei der über eine Reihe von umfangsmäßig verteilten Düsen unter Druck stehendes Schmiermittel der Arbeitsfläche des Ziehringes längs eines Strömungsweges zugeführt wird, der unter einem Winkel zur Arbeitsfläche des Ziehringes verläuft, der Winkel ist dabei jedoch so gewählt, daß das Schmiermittel nicht entlang der gegen die Ziehringachse geneigten Ziehringeinlauffläche und in Kontakt mit dieser eingespritzt wird. Vielmehr soll das Schmiermittel auf einen auf dem Ziehstempel befindlichen Napf gespritzt werden, um durch diesen in den Ziehring hinein mitgenommen zu werden und dabei die Arbeitsflächen des Ziehringes zu schmieren. Diese Schmierung kann a!so ebenfalls nur dann erfolgen, wenn sich der Ziehstempel mit einem Napf in der Bohrung des Ziehrings befindet. Wenn diese sich nicht in der Ziehringbohrung befinden, wird das Schmiermittel einfach nach innen in die Ziehringbohrung gespritzt. Dadurch kann zwar auch die Arbeitsfläche des Ziehn.,fc* mit Schmiermittel benetzt werden, es wird aber bei weitein nicht die Schmier- und Kühlwirkung wie durch die Vorrichtung nach der Erfindung erreicht, bei der das Schmier- und Kühlmittel direkt und ständig über die Arbeitsfläche des Ziehrings hinweggeleitet wird.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 ergibt sich durch die freiliegende vordere Stirnfläche des Ziehrings und die darauf gerichtete Ziehringschmierdüse in der Ziehringbohrung eine ringförmige Schmiertasche, die Schmiermittel aufnimmt und es gleichförmig in Umfangsrichtung erteilt. Von dieser Schmiertasche aus strömt dann das Schmier- und Kühlmittel über die Einlauffläche und weiter über die Arbeitslläche des Ziehrings. Durch die freiliegende vordere Stirnfläche des Ziehrings ist eine größere Fläche vorhanden, auf welcher das Schmier- und Kühlmittel mit dem Ziehring in Berührung ist, wodurch eine noch bessere Wärmeabfuhr erfolgen kann.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 lassen sich Größe und Form der Düse und die Richtung des Schmier- und Kühlmittelstrahls leicht festlegen, indem einfach der Abstand zwischen den parallel zueinander angeordneten Führungsflächen entsprechend gewählt wird.

Ein Allsführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Längsschnittansicht der Vorrichtung nach

der Erfindung mit zwei Ziehringschmierdüsen,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile 2-2in Fig. l.und

Fig.3 eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1, weiche die Rückseite der Ziehringschmierdüsen nach F i g. 1 deutlicher zeigt.

Die Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen eines Ziehrings wird hier am Beispiel eines Bodymakers beschrieben.

Bei dem Bodymaker von dem in F i g. 1 lediglich ein Teil dargestellt ist, werden halbfertige, flache metallische Näpfe 14 über eine Zuführanordnung 16 der Reihe nach in einen Napfpositionierer 18 eingeführt In diesem Zeitpunkt ist ein horizontal und axial hin und her bewegbarer Ziehstempel 20 von einer Ziehringanordnung 12 und dem Napfpositionierer 18 weg in Fig. 1 nach links gezogen, so daß er für den Metallumformungsarbeitshub bereit ist. Der Napf 14 hat ein offenes Ende 22, das dem nun zurückgezogenen Ziehstempel 20 axial zugewandt ist, eine geschlossene Bodenwand 24 axial gegenüber einer axialen Ziehringanordnungsöffnung 26 und eine zylindrische Seitenwand 28, die sowohl mit dem Ziehstempel 20 als auch mit der axialen Ziehringanordnungsöffnung 26 genau radial fluchtet. Somit beginnt der Ziehstempel 20 am Anfang seines Metallumformungsarbeitshubes eine Axialbewegung in F i g. 1 nach rechts, wobei er in das offene Ende 22 des Napfes 14 eindringt, sich schließlich gegen dessen Bodenwand 24 legt und den Napf 14 axial nach rechts in das Eingangsende der axialen Ziehringanordnungsöffnung 26 führt

Wenn sich der Eichstempel 20 weiter in die axiale öffnung 26 der J-iehringanordnung 12 hineinbewegt, führt er den flachet Napf 14 zuerst durch einen Nachziehring 30 und difin nacheinander durch einen ersten Abstreckziehring Ot und dann durch einen zweiten Abstreckziehring 34 hindurch. Schließlich geht das vordere Ende des Ziehstempels 20. das nun den fertigen Napf (nicht dargestellt) mit gezogener Seitenwand trägt, von dem Hauptteil der Ziehringanordnung 12 und dem Ausgangsende oer axialen öffnung 26 der Ziehringanordnung 12 aus axial durch einen Abstreifer 36 hindurch, wobei der Ziehstempel 20 seinen Metallumformungsarbeitshub abschließt, indem er den fertigen Napf axial gegen eine Bodenformmatrize (nicht dargestellt) drückt, die axial versetzt von dem Abstreifer angeordnet ist. Der Ziehsiempel 20 kehrt dann sofort um und beginnt seinen Rückhub, wobei er sich relativ zu der Ziehringanordnung 12 axial zurückzuziehen beginnt.

Bei Fortsetzung dieser axialen Zurückziehbewegung des Ziehstempels 20, bei der dieser auf seinem Vorderende den fertigen Napf trägt, legt sich das offene Ende des fertigen Napfes, das zuvor das offene Ende 22 des flachen Napfes 14 war, gegen den Abstreifer 36. der eine weitere Axialbc.wegung des fertigen Napfes verhindert, während tier Ziiehstempel seine Axialbewegung fortsetzt, wodurch der fertige Napf von dem Ziehstempel abgestreift wird und herabfallen kann, um von dem Bodymaker SO wegbefördert zu werden. Der Ziehstempel 20 setzt st.'inen Rückhub fort, ohne auf seinem Vorderende irgendeinen Napf zu tragen. Der Ziehstempel 20 bleibt zu aller Zeiten in geringfügigem Abstand einwärts der Abstreckziehringe 32 und 34 und des Nachziehrings 30.

Schließlich wird der Rückhub des Ziehstempels 20 beendet, indem der Ziehstempel in Fig. 1 vollständig axial nach links von der Ziehringanordnung 12 und der Zuführanordnung 16 zurückgezogen wird, wo seine Bewegung umgekehrt wird und er wieder für den Beginn eines weiteren Metallumformungsarbeitshubes bereit ist In diesem Augenblick wird der nächste flache Napf 14 von der Zuführanordnung 16 in den Napfpositionierer 18 eingegeben, so daß er durch das Vorderende des Ziehstempels 20 aufgenommen und ein weiterer Metallumformungsarbeitshub begonnen werden kann. Der Bodymaker führt z. B. 150 bis 175 Metallumformungsarbeitshübe pro Minute aus, und die Metalldicken der Seitenwände 28 der flachen Näpfe 14 werden von 033 mm bis 036 mm bis herab auf 0,1 mm bis 0,13 mm verringert.

In Anbetracht der auftretenden hohen Metallbearbeitungsgeschwindigkeiten und der mit solchen Geschwindigkeiten an den dünnen metallischen Napfwänden ausgeführten Metallbearbeitsoperationen ist es unerläßlich, daß ein kontinuierlicher Schmier- und Kühlmittelstrom für die Schmierung und Kühlung zwischen dem metallischen Napf und den Ziehringflächen während dieser Metallumformungsvorgänge vorhanden ist.

Gemäß den F i g. 1 bis 3 sind zwei Zjshringschmierdüscn, die in ihrer Gesamtheit jeweils ;nii 38 bezeichnet sind, in die Ziehringanordnung 12 eingebaut, und zwar axial vorderhalb neben dem Ziehring 32 bzw. dem Ziehring 34. Die Ziehringschmierdüsen 38 sind wie dargestellt teilweise durch Distanzringe 40 der Ziehringanordnung 12 und teilweise durch getrennte, aber zusammengefügte Schmier- und Kühlmittelverteilringe 42 gebildet, deren Einzelheiten im folgenden näher beschrieben sind. Außerdem stoßen die Distanzringe 40 der Ziehringanordnung 12 axial vorderhalb an Halteringe 44 für den Abstreckziehring 32 und den Abstreckziehring 34 innerhalb der Ziehringanordnung an.

Wie es am besten hinterhalb der Ziehringschmierdüsen 38 in F i g. 1 zu sehen und in vergrößerten Ansichten in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist, haben die Ziehringschmierdüsen 38 jeweils ein Zuführrohr 46, das einen kontinuierlichen Strom eines Schmier- und Kühlmittels, beispielsweise wasserlöslichen Öls, unter Druck durch eine radiale Zuführöffnung 48, durch eine axiale Zuführöffnung 50 und in eine ringförmige Verteiikammer 52 lei-.it. Die Verteilkammer 52 umgibt die axiale Öffnung 26 der Ziehringanordnung 12 und ist axial hinten durch den Verteilring 42 beinahe geschlossen. Der Verteilring 42 sitzt in einer Ausnehmung an der radialen Kückfläche des Distanzringes 40 und jst lösbar an demselben befestigt.

Außerdem endigt der Verteilring 42 radial einwärts in einer abgewinkelten ringförmigen Führungsfläche 54, die versetzt insgesamt radial außerhalb von und parallel zu einer gleichen abgewinkelten ringförmigen Führungsfläche 56 an dem Distanzring 40 angeordnet ist, wobei sich beide Führungsflächen insgesamt axial zwische" der Verteilkammer 52 und der axialen Öffnung 26 der Ziehringanordnung 12 erstrecken und dadurch einen Ringspalt 58 bilden, der die axiale öffnung 2b der Ziehringanordnung 12 umgibt. An dem axial hinterer. Ende der Führungsfläche 54 des Verteilringes 42 ist dieser mit einer ringförmigen, direkt axialen Fläche 60 versehen, die die inneren ringförmigen Enden des Verteilringes 42 \ervollständigt und hinten an einer radialen vorderen Stirnfläche 62 des Abstreckziehringes endet, in diesem Fall des Abstreckziehringes 34. Die axiale Fläche 60 des Verteilringes 42 schneidet die radiale vordere Stirnfläche 62 des Abstreckziehringes 34 an einer radial innen gelegene.i Stelle, so daß tatsächlich ein Ausschnitt gebildet ist, der axial vorn einen Teil der vorderen Stirnfläche 62 freilegt. Außerdem haben die Ab-

strcckziehringe 32 und 34 eine nach innen abgewinkelte Einlauffläche 64, eine Arbeitsfläche 66 und eine nach außen abgewinkelte Auslaufflache 68.

Die abgewinkelten ringförmigen Führiingsflächen 54 und 56 des Verteilrings 42 bzw. des Distanzrings 40 sind ■> so angeordnet, daß der Ringspalt 58 unter Druck stehendes Schmier- und Kühlmittel aus der Verteilkamnier 52 axial abgewinkelt in die axiale öffnung 26 der Ziehringanordnung 12 genau axial entlang der und radial gegen die axial dahinter angrenzenden Eingangsflächen 64 des betreffenden Abstreckziehringes leitet, in diesem Fall des Abstreckziehringes 34. Gleichzeitig wird wegen des zuvor beschriebenen Ausschnitts dieses Schmier- und Kühlmittels teilweise axial gegen die freiliegende vordere Stirnfläche 62 prallen. Das Gesamtergebnis ist. ι; daß während der relativ kurzen Zeitspannen des Vorhandenseins eines Napfes 14 in dem Abstreckzichring 32 oder 34 und der Metallbearbeitung durch den Abstreckziehring der ringförmige Schmier- und Ktihlmittelstrahl aus dem Ringspalt 58 kontinuierlich entlang :n der und gegen die abgewinkelte Einlauffläche 64 des Ziehringes zu der Arbeitsfläche 66 vollständig umfangsmäßig um den betreffenden Ziehring herum geht und daß während des NichtVorhandenseins eines Napfes ungeachtet der Position des Ziehstempels 20 dieser Schmier- und Kühlmittelstrahl nicht nur entlang der und gegen die abgewinkelte Einlauffläche 64 zu der Arbeitsfläche 66 geht, sondern auch durch natürliche Adhäsion des Schmier- und Kühlmittels an den Ziehringflächen über die Arbeitsfläche 66 und nach hinten entlang der jo abgewinkelten Ausla.ffläche 68 des Ziehringes geht. Zu allen Zeiten prallt der ringförmige Schmier- und Kühlmittelstrahl gegen die freiliegende vordere Stirnfläche 62 der Abstreckziehringe 32 und 34.

Bei dem Bodymaker befindet sich die Bodenwand 24 jj des Napfes 14 auf dem entsprechend der Darstellung in Fig. 1 vorderen Ende des Ziehstempels 20 gerade am Eintritt in den Abstreckziehring 32, wobei sich die Napfseitenwand 28 radial einwärts der abgewinkelten Ziehringeinlauffläche 64 befindet. In diesem besonderen Zeitpunkt und für die kurze Zeitspanne, in der sich der Napf 14 innerhalb des Abstreckziehringes 32 befindet, wobei dasselbe für den Abstreckzieliring 34 gilt, wenn der Napf sich darin befindet, geht der kontinuierliche Strahl des Schmier- und Kühlmittels aus dem Ringspalt 58 direkt entlang der und gegen die abgewinkelte Ziehringeinlauffläche 64 und zu der Arbeitsfläche 66 des Ziehringes, wobei ein Teil dieses Schmier- und Kühlmittelstrahls außerdem abgewinkelt nach hinten gegen den Teil der Napfseitenwände 28 geht, der in den Ziehring eintritt, und wobei ein Teil des Strahls axial auf den freiliegenden Teil der vorderen Ziehringstirnfläche 62 prallt. Somit, selbst wenn der Napf 14 und notwendigerweise auch der Ziehstempei iä in dem Abstreckziehring 32 oder 34 vorhanden sind, ist ein kontinuierlicher voller ringförmiger Strom von Schmier- und Kühlmittel nicht nur gegen die Napfseitenwände 28 zum Schmieren und Kühlen derselben sondern auch direkt entlang und gegen die abgewinkelte Ziehringeinlauffläche 64 zu der axialen Arbeitsfläche 66 zur kontinuierlichen Schmie- ω rung und Kühlung derselben vorhanden.

Der Schmier- und Kühlmittelstrahl führt selbst während dieses Metallbearbeitungsvorganges kontinuierlich Wärme sowohl von dem Napf als auch von den Ziehringen ab, was durch das direkte Auftreffen des Strahls auf die vordere Ziehringstirnfiäche 62 verstärkt wird, und spült und entfernt kontinuierlich Schmutz und Metallteilchen aus dem Bearbeitungsbereich der Ziehrmgc.

Wie es an dem hinteren Abstreckzichring 34 in den Fig. I und 3 gezeigt ist. geht der ringförmige Schmicr- und Kühlmittelstrahl, da der Napf 14 in dem AbstreckzichritiK nicht vorhanden ist und ungeachtet dessen ob der Ziehstempcl 20 allein vorhanden ist oder nicht, in Anbetracht von dessen radialem Abstand von dem Abstreckziehring kontinuierlich entlang der und gegen die abgewinkelte Ziehringeinlauffläche 64. über die Ziehringarbeitsfläche 66 und durch natürliche Adhäsion daran entlang zu der abgewinkelten Ziehringauslaufflächc b8. wobei Teile des Strahls weiter kontinuierlich auf die vordere Ziehringstirnfiäche 62 auftreffen. In dieser Zeit, die sich über den größeren Teil der Gesamthübe des Bodymakers erstreckt, führt deshalb der ringförmige Schmier- und Kühlmittclstnihl kontinuierlich Wärme ab und spült und entfernt Fremdteilchen von dem axial benachbarten Metall und den axial benachbarten Flächen des betreftenden Abstreckziehringes 32 oder 34. Das Schmier- und Kühlmittel tritt aus der axialen Öffnung 26 der Ziehringanordnung 12 an den Enden derselben aus und geht abwärts durch Ablaßöffnungen 70 in den Distanzringen 40 hindurch.

Bei den beschriebenen Ziehringschmierdüsen 38, bei denen der Ringspalt 58 teilweise durch den gesondert gehalterten Verteilring 42 gebildet ist, können die Richtung und die Größe des Ringspalts 58 wahlweise geändert und ^enau reguliert werden, indem lediglich die Halterung des Verteilrings 42 entsprechend gewählt wird. Da der Verteilring 42 lösbar gehaltert ist, können die Flächen desselben offenbar wahlweise geändert und sogar gewöhnliche Beilegscheiben benutzt werden, um den Winkel des Ringspalts 58 in der gewünschten Weise zu vergrößern, zu verringern oder zu verändern. Auf diese Weise kann deshalb der gewünschte und beabsichtigte richtige ringförmige Schmier- und Kühlmittelstrahi erzeugt werden, ungeachtet der besonderen Form und Gestalt der angrenzenden Ziehringe 32 und 34, die kontinuierlich geschmiert, gekühlt und gereinigt werden.

Schließlich sind bei den oben beschriebenen Ziehringschmierdüsen 38 die Ringspalte 58 durch die abgewinkelten ringförmigen Führungsflächen 54 und 56 der Distanzringe 40 bzw. der Verteilringe 42 zwar als umlaufende Ringspalte ausgebildet, es kommt jedoch lediglich darauf an, daß am Ende ein im wesentlichen vollständiger ringförmiger Schmier- und Kühlmittelstrahl entlang der und gegen die Flächen der Ziehringe 32,34 vorhanden ist. Somit könnte solch ein beabsichtigter ringförmiger Schmier- und Kühlmittelstrahl durch eine gleiche Spaltanordnung erzeugt werden, die aus mehreren mfangsmäßig eng benachbarten einzelnen Öffnungen oder Düsen besteht, da der tatsächliche Schmier- und Kühlmitteistrahl, nachdem er die Spaltanordnung verlassen hat, dasselbe praktisch vollständige ringförmige Profil annehmen würde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schmieren und Kühlen eines Ziehrings, insbesondere eines Abstreckziehrings, in dessen Bohrung ein Ziehstempel hin- und herbeweglich ist, mit einer dem Ziehring vorgeschalteten Ziehringschmierdüse, durch deren umlaufenden, durch Führungsflächen gebildeten Ringspalt das Schmier- und Kühlmittel in einem zur Ziehringachse geneigten Winkel unter Druck zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein solcher Winkel gewählt wird, daß das Schmier- und Kühlmittel entlang der gegen die Ziehringachse geneigten Ziehringeinlauffläche (64) und in Kontakt mit dieser eingespritzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel so gewählt wird, daß das Schmier- und Kühlmittel teilweise gegen eine freiliegende vordere Stirnfläche (62) des Ziehrings (34) prallt.

3. Vorrichtung nach Anspruch ϊ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und Form der Düse (38) und die Richtung des Schmier- und Kühlmittelstrahls durch Parallelanordnung der Führungsflächen (54,56) bestimmt werden.