DE2651338A1

DE2651338A1 - Verfahren zur herstellung eines u-foermigen koerpers und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2651338A1
Application number: DE19762651338
Authority: DE
Inventors: Karl Mettler
Original assignee: PRESS und STANZWERK AG
Current assignee: PRESS und STANZWERK AG
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1976-11-10
Publication date: 1977-06-30
Also published as: GB1559186A; IT1065668B; JPS5277856A; FR2335283A1; ES454230A1; DE2651338C2; AT348845B; ATA849776A; FR2335283B1; CH593108A5; JPS5516742B2; ES456056A1; US4094183A

Description

Press- und Stanzwerk AG

9492 Eschen

Verfahren zur Herstellung eines U-förmigen Körpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines U-förmigen Körpers, insbesondere einer Gelenkgabel für ein Kardangelenk aus einem Rohling, der unter Verwendung von Matrizen und Stempeln durch Kaitfliesspressen verformt.wird.

Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung eines U-förmigen Körpers bekannt. Insbesondere werden solche Körper aus einem Stück geschmiedet. Dies hat den Nachteil, dass der Körper anschliessend vergütet werden muss und relativ viel spanabhebende Nacharbeit erfordert, z.B. müssen Planfräsungen und Bohrungen nachträglich ausgeführt werden.

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Es ist auch bekannt, derartige Körper aus Blech auszustanzen. Dies hat jedoch den Nachteil, dass der Körper für viele Anwendungsgebiete nicht genügend Steifigkeit besitzt.

Ferner ist bekannt, solche Körper aus zwei Teilen herzustellen und diese Teile anschliessend zusaminenzuschweissen. Dies hat den Nachteil, dass das Schweissen relativ arbeitsaufwendig ist.

Schliesslich ist bekannt, derartige Körper durch Kaltfliesspressverfahren herzustellen, wie in den ÜS-PS 1 925 721 und 2 120 118 beschrieben ist. Bei diesen Verfahren ist jedoch die Verformungsarbeit möglichst klein gehalten, wodurch auch die durch Kaltverformung erreichte Festigkeit verhältnismässig klein ist. Ein Aufspalten des Rohlings zur Bildung der beiden Schenkel hat ferner den Nachteil, dass scharfe Kanten entstehen, die eine Nachbearbeitung erfordern.

Die Erfindung bezweckt; die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Herstellungsverfahren zu schaffen, mit dem formgenaue Teile von grosser Festigkeit in grösserer Anzahl mit wenig Nachbearbeitung relativ billig hergestellt werden können.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt aus einem guaderförmigen Rohling zwei Schenkel mit Hilfe einer ersten Matrize und eines ersten Stempels herausgepresst werden, und dass in einem zweiten Verfahrensschritt die herausgepressten Schenkel mit Hilfe einer zweiten Matrize und eines zweiten Stempels in die endgültige Form gebracht werden.

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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese Vorrichtung gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass für beide Verfahrensschritte die Matrize vollständig der Form der herzustellenden Gabelschenkel entspricht, und dass der den Rohling berührende Teil des Stempels flach ist. Diese Vorrichtung ist gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass für beide Verfahrensschritte die Form der herzustellenden Gabelschenkel teilweise durch die Matrizen und teilweise durch die Stempel gegeben ist.

Zwei verschiedene Verfahren zur Herstellung eines U-förmigen Körpers sind im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen ü-förmigen Körper in perspektivischer Darstellung, der nach einem ersten Verfahren hergestellt wird, in halbfertigem Zustand;

Fig. 2 den selben Körper wie Fig. 1 im fertigen Zustand; Fig. 3 einen anderen Körper in perspektivischer Darstellung, der nach einem zweiten Verfahren hergestellt wird,

in halbfertigem Zustand;
Fig. 4 den selben Körper wie Fig. 3 im fertigen Zustand;

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Fig. G eine Matrize und einen Stempel für den ersten Verfahrensschritt zur Herstellung des in Fig. 1 und 2 gezeigten Körpers;

Fig. ß eine Matrize und einen Stempel für den zweiten Verfahrensschritt zur Herstellung des in Fig. 1 und 2 gezeigten Körpers;

Fig. 7 einefMatrize und einen Stempel für den dritten Verfahrensschritt;

Fig. 8 Matrize und Stempel für den ersten Verfahrensschritt zur Herstellung des in Fig. 3 und 4 gezeigten Körpers;

Fig. 9 Matrize und Stempel für den zweiten Verfahrensschritt,

und

Fig.10 Matrize und Stempel für den dritten Verfahrensschritt zur Herstellung des in Fig. 3 'und 4 gezeigten Körpers.

Der U-fÖrinige Körper gemäss Fig. 1 weist zwei kurze Schenkel 10 und einen Steg 12 auf. Der Steg 12 besitzt auf der den beiden Schenkeln 10 gegenüberliegenden Seite einen vollständig ebenen Gabelboden IjJ. Der dem Gabelboden 1J5 gegenüberliegende Gabelsattel 14 des Steges 12 ist sowohl im Uebergang zu den Schenkeln 10 ala auch im Uebergang zu den Seitenflächen I^ stark abgerundet.

Dar U-förmige Körpar gBtnass Fig. 2 iat durch einan weituren Verfahrensschritt aus dBm Körper gemäaa Fig. 1 entstanden. Die Schenkel 10 besitzen nun unten einen Teil 16 von Kleinerem recht· eckigem Querschnitt und oben einen Teil 17 van grosserem rechteckigem Querschnitt. Diese Querschnitte sind an allen vier Ecken abgerundet. Auch bei den Uebergängen vom oberen zum unteren Teil sind Abrundungen vorhanden. Im Steg 12 ist eine Sackbohrung 36

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vorhanden. Auch bei diesem Körper ist ein vollständig ebener Gabelboden lj> mit verhältnismässig scharfen Kanten vorhanden. Alle übrigen Kanten sind abgerundet.

Der Körper gemäss Fig. > besitzt zwei Schenkel l8,· deren Enden 19 einen kleineren Querschnitt aufweisen als der übrige Schenkelabschnitt. Der Steg 20 ist parallel zu den Schenkeln l8 angeordnet und weist eine Bohrung 21 auf. Im Gegensatz zum Körper gemäss Fig. 1 ist bei diesem Körper gemäss Fig. 5 der den Schenkeln l8 gegenüberliegende Gabelboden 22 an allen Kanten stark abgerundet. Statt dessen ist der Gabelsattel 11 vollständig eben ausgebildet. Der U-förmige Körper gemäss Fig. 4 ist durch einen weiteren Verfahrensschritt aus dem Körper gemäss Fig. 5 entstanden. Dieser Körper, der nach einem anderen Verfahren als der Körper gemäss Fig. 2 hergestellt wurde, unterscheidet sich durch folgende Merkmale vom Körper gemäss Fig. 2:

a) der Gabelboden 22 ist an allen vier Kanten abgerundet,

b) die Schenkelenden weisen kleine Abflachungen auf,

c) der Gabelsattel 11 ist vollständig eben.

Anhand der Figuren 5 bis 10 sollen im folgenden die beiden Herstellungsverfahren für diese U-förmigen Körper beschrieben werden .

Gemäss Fig. 5 wird zwischen einer Matrize 2J> und einem Stempel 24 durch Kaltverformung aus einem zylindrischen Stangenabschnitt ein quaderförmiger Körper 26 gebildet. Stempel 24 und

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Matrize 23 weisen an den Arbeitsflächen Abrundungen 25 auf, damit durch den Verformungsvorgang keine scharfen Kanten entstehen. Die Matrize 23 ist mit einem ringförmigen Halter 27 an einer nicht dargestellten Presse befestigt.

Gemäss Fig. 6 wird der quaderförmige Körper 26 in eine andere Matrize 28 hineingelegt und durch einen Stempel 29 zu einem U-förmigen Körper kalt verformt. Die Matrize 28 weist zu diesem Zweck zwei Aussparungen 30 auf, die der Form der Schenkel 10 entsprechen. Zur Entnahme des U-förmigen Körpers aus der Matrize 28 ist ein Ausstossstift 31 angeordnet. Die Matrize 28 ist wie die Matrize 23 in dem Halter 27 befestigt.

Gemäss Fig. 7 wird der in der beschriebenen Weise hergestellte U-förrnige Körper in einem weiteren Verfahrensschritt in eine andere Matrize 32 eingesetzt. Diese Matrize 32 besitzt längere Aussparungen 33t in welche der U-förmige Körper durch Kaltverformung mit Hilfe eines Stempels 34 hineingepresst wird. Dieser Stempel 34 enthält einen Stift 35 zur Erzeugung der Sackbohrung 36. Dieser Stift 35 kann eine Verzahnung aufweisen, durch welche eine Innenverzahnung in der Bohrung 36 erzeugt wird, wie in Fig. 2 angedeutet. Zur Entnahme des U-förmigen Körpers aus der Matrize 32 sind zwei Ausstossstlfte 37 notwendig. Die Matrize 32 ist von einem Ring 38 umgeben und in den Halter 27 eingesetzt.

Bei diesem Verfahren wird die Form des U-förmigen Körpers im

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wesentlichen durch die Matrize 32 bestimmt. Der Stempel 34 erzeugt lediglich die ebene Fläche 13· Demgegenüber wird bei einem anderen Verfahren, das im folgenden anhand der Figuren 8 bis 10 beschrieben ist, die Form sowohl durch die Matrize als auch durch den Stempel erzeugt.

Bei diesem anderen Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt (Fig. 8) wieder ein quaderförmiger Körper 26 mit Hilfe einer Matrize 39 und einem Stempel 40 durch Kaltverformung aus einem Stangenabschnitt erzeugt.

In einem zweiten Verfahrensschritt (Fig. 9) werden die Schenkel 18 mit Hilfe einer Matrize 42 und einem Stempel 43 erzeugt. Zum Ausstossen des Werkstückes ist ein Ausstossstift 44 erforderlich. Der Stift 45 kann eine Verzahnung aufweisen, durch welche eine Innenverzahnung in der Bohrung 21 erzeugt wird, die jedoch in den Figuren 3* 4 und 9 nioht dargestellt ist. Die Matrize 42 ist entweder derart abgerundet, dass auch die Schenkelenden 19 abgerundet werden, oder in einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die Schenkelenden 19 durch Stanzen abgerundet wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist.

Schliesslich werden in einem dritten Verfahrensschritt die Schenkel 18 in die Form gemäss Fig. 10 gebogen. Zu diesem Zweck ist eine Matrize 46 vorhanden, die wie dargestellt einen Stift 50 zum Ausstossen des fertigen Körpers aufweist. Zur Geradführung des Körpers ist im Stempel 47 ein verschiebbarer Führungsstift 48 vorhanden. Statt den fertigen Körper

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mit Hilfe des Ausstossstiftes aus der Matrize 46 nach oben auszustossen, kann die Matrize, die hier nicht näher dargestellt ist, unten offen sein, damit es möglich ist, den Körper mit Hilfe des Stempels 47 durch die Matrize 46 hindurchzustossen. Der Steg 20 ist bei diesem Verfahrensschritt (Fig. 10) in seiner Breite nicht mehr verändert worden. Unter Umständen kann es jedoch vorteilhaft sein, beim Aufbiegen der Schenkel 18 zugleich die Breite des Steges zu verkleinern. Vorzugsweise weist die Matrize 46 Nuten 51 auf, in welche die Schenkel des Körpers gemäss Fig. 3 eingelegt werden.

Dieses Kaltfliesspressen von U-förmigen Körpern hat gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren folgende Vorteile:

a) die erforderliche Festigkeit wird durch die Kaltverformung erreicht. Ein Vergüten des Körpers ist .nicht mehr notwendig;

b) Bohrungen können durch Kaltverformung ohne einen zusätzlichen Arbeitsgang erzeugt werden}

c) eine Innenverzahnung kann ebenfalls durch Kaltverformung ohne zusätzlichen Arbeitsgang erzeugt werden;

d) ein solcher U-förmiger Körper kann durch Kaltverformung steifer ausgeführt werden als durch Ausstanzen von Blechteilen;

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e) durch Kaltfliesspressen kann das aufwendige Erhitzen das beim Schmieden notwendig ist - vermieden werden. Die Körper sind daher formgenauerj

f) das Entgraten der geschmiedeten Teile entfällt.

Dieses Verfahren erfordert im allgemeinen folgende Verfahrensschritte:

a) Scheren von Abschnitten aus rundem Stangenmaterial oder aus Stangen, die einen anderen Querschnitt aufweisen;

b) Flachprägen der zylindrischen Abschnitte zu quaderförmigen oder abgeplatteten Körpern;

c) Vorprägen dieser Körper zu U-förmigen Körpern;

d) Fertigpressen der U-förmigen Körper in ihre endgültige Form, und wenn nötig Aufstellen der Schenkel aus der Lage gemäss Fig. 3 in die Lage gemäss Fig. 4.

Das Vorprägen lässt sich in gewissen Fällen überspringen.

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Claims

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Patentansprüche ' >

ί 1.JVerfahren zur Herstellung eines U-förmigen Körpers, insbesondere einer Gelenkgabel für ein Kardangelenk aus einem Rohling, der unter Verwendung von Matrizen und Stempeln durch Kaltfliesspressen verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

- in einem ersten Verfahrensschritt aus einem quaderförmigen Rohling (26) zwei Schenkel (10, 18) mit Hilfe einer ersten Matrize (28, 42) und eines ersten Stempels (29, 43) herausgepresst werden und dass

- in einem zweiten Verfahrensschritt die herausgepressten Schenkel (10, 18) mit Hilfe einer zweiten Matrize (32, 46) und eines zweiten Stempels (34, 47) in die endgültige Form (16, 18) gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrenaschritt die beiden Schenkel (10) parallel zueinander teilweise und im zweiten Verfahrensschritt vollständig aus dem Rohling (26) herausgedrückt werden.
3. Verfahren nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt die beiden Schenkel (18) parallel zum Gabelsteg (20) aus dem Rohling (26) herausgedrückt werden, und dass im zweiten Verfahrensschritt die vorgeformten Gabelschenkel (18) parallel zueinander gebogen werden.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Verfahrensschritte die Matrize (28, 32) vollständig der Form der herzustellenden

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Gabelschenkel (10, 16) entspricht, und dass der den Rohliny (26) berührende Teil des Stempels (29, 34) flach ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für beide Verfahrensschritte die Form der Gabelschenkel (18) teilweise durch die Matrizen (42, 46) und teilweise durch die Stempel (43, 47) gegeben ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrung (21, 36) mit Innenverzahnung im Steg des U-förmigen Körpers ebenfalls durch Kaltfliesspressen erzeugt wird.

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