DE2747382A1

DE2747382A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung hohler, mit flanschen versehener gegenstaende

Info

Publication number: DE2747382A1
Application number: DE19772747382
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Kondo; Yoshiaki Nakamura
Original assignee: Wako KK
Current assignee: Wako KK
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1978-04-27
Also published as: US4400964A; GB1564577A; IT1086922B; DE2747382C2; CA1081438A; AU2986377A; US4245491A; FR2368318A1; FR2368318B1; JPS5631177B2; AU513917B2; JPS5351172A

Description

KABUSHlKl KAlSHA WAKO 300, Takatsuka, Kamimura, Hamana-Gun, Shizuoka-Ken, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hohler, mit Flanschen versehener Gegenstände

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Preßformen eines hohlen und einen Flansch aufweisenden Gegenstandes unter Verwendung eines Verfahrens der Materialgestaltung infolge plastischer Verformung.

Es existiert eine Vielzahl von hohlen Gegenständen mit Flanschen an ihren Enden, wie z.B. hohle hutförmige Körper a (mit einem Blindloch) gemäß Fig. 1 sowie Zahnradrohlinge b und Synchronisationsringe c (beide mit Durchgangslöchern) gemäß Fig. 2 und 3. In den Fig. 4 und 5 werden bekannte Verfahren zur Herstellung dieser Gegenstände gezeigt.

Das in Fig. 4 dargestellte Verfahren zur Herstellung eines hohlen hutförmigen Gegenstandes mit einem Innenblindloch besteht aus folgenden Verfahrensschritten: Abscheren eines Rohlings d von einem Stangenmaterial gemäß Fig. 4(1), Glättender beiden Enden, Abschrägen der Oberfläche e gemäß Fig. 4(11), Tiefziehen eines Flanschteils f gemäß Fig. 4(111) und Ausformen der Außenseite eines hohlen Teils g sowie des darin befindlichen Loches h gemäß Fig. 4(IV) durch Einstoßen eines Domes in

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dieses Loch h. Dieses Verfahren erfordert nicht nur vier Arbeitsvorgänge einschließlich einem zum Abscheren eines Rohlings von einem Material, sondern auch eine große Kraft, um den Dorn in den Rohling zum Preßformen des hohlen Teils g einzudrücken. Diese Kraft wird durch eine Fläche übertragen, die nicht breiter als die Querschnittsfläche des Domes ist, was nachteilige Erscheinungen, wie z.B. ein Verbiegen des Domes, und eine Verkürzung der Lebensdauer zur Folge hat. Obwohl Verfahren zum Ausbohren und Ausfräsen des Innenloches existieren, sind die Verfahren jedoch aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht zur Durchführung einer Serienfertigung oder Massenproduktion geeignet.

Die Fig. 5(1) bis 5(1V) verdeutlichen die Schritte eines bekannten Verfahrens zur Herstellung eines Synchronisationsdrehkranzes c. Dazu wird ein durch Ausschmieden oder durch ähnliches Verfahren erhaltener Materialrohling j auf einer abgeschrägten und ausgezackten Oberfläche einer Prägung unterworfen, danach ein gewünschtes Zahnmuster 1 preßgeformt und schließlich der Überstand m abgestanzt. Das Innenloch η und der Vorsprung bzw. Anguß ο müssen jedoch zusätzlich maschinell bearbeitet werden. Der gesamte Herstellungsprozeß erfordert einen beträchtlichen Arbeitsaufwand und schlägt sich weiterhin in einer außerordentlich geringen Produktivität nieder.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen es möglich ist, hutförmige Gegenstände, wie z.B. Abschlußschrauben und Hut- oder Überwurfmuttern, die an einem Ende mit einem Flansch und einem am selben Ende ausmündenden Blindloch versehen sind, in einem einzigen Schritt aus einem ebenen Material durch plastische Verformung des Materials herzustellen.

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Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich bei dem Verfahren aus dem Anspruch 1 sowie bei einer Vorrichtung aus Anspruch 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in weiteren Ansprüchen aufgeführt.

Bei der Erfindung handelt es sich somit um ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit deren Hilfe ein zu preßformendes Material in einen Zwischenraum eingeschlossen wird, der eine Kontur entsprechend der Außenkontur des Flanschteils des herzustellenden Gegenstandes aufweist, und zwischen einem Stanzstempel mit einem Durchgangsloch entsprechend der Außenkontur des hohlen Hauptkörpers des Gegenstandes und einem anderen Teil zusammengepreßt wird. Dieser andere Teil hält verschiebbar einen Dorn, der eine Außenkontur entsprechend der Innenkontur des inneren Loches des hohlen Gegenstandes aufweist, wobei der Dorn gleichzeitig in das Durchgangsloch des Stanzstempels eingeschoben wird. Durch den Preßvorgang wird der an der Außenseite befindliche Teil des Materials in ein Flanschteil des Gegenstandes umgeformt, während ein nach innen gerichteter Materiaifluß erzwungen wird, wodurch die Oberfläche des Materials in dem Durchgangs loch angehoben und eine Einbuchtung in der gegenüberliegenden Seitenfläche des Materials gebildet wird. Der gleichzeitig mit dem Preßvorgang eingeschobene Dorn unterstützt den Materialfluß und die Ausbildung des hohlen Hauptkörpers des Gegenstands unter Anwendung geringer Kraft.

Mit Hilfe der Erfindung ist es weiterhin möglich, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung hohler, mit Durchgangslöchern und Flanschen versehener Gegenstände, wie z.B. Zahnräder mit einem Anguß, Synchronisationsringe sowie die entsprechenden Rohlinge durch Ausstanzen des oben beschriebenen preßgeformten Blindlochbodens vorzusehen.

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Ferner ermöglicht es die Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, mit denen fortlaufend hohle, mit Flanschen versehene Gegenstände aus Streifenmaterial oder ähnlichem hergestellt werden können, ungeachtet, ob die Innenlöcher ülindlöcher oder Durchgangslöcher darstellen und ob das Material in die gewünschte Gestalt vorgeformt werden muß.

Weiterhin ermöglicht es die Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, mit denen fortlaufend hohle, mit Flanschen versehene Gegenstände aus Streifenmaterial oder ähnlichem hergestellt werden können, unabhängig davon, ob die Innenlöcher Blindlöcher oder Durchgangslöcher darstellen, wobei ein Rohling aus dem Material herausgestanzt wird und in einem Bearbeitungszyklus in einen hohlen Gegenstand preßgeformt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine hutförmige Struktur im Längsschnitt als Beispiel

für hohle Produkte mit Flanschen;

Fig. 2 einen Zahnradrohling mit einem Durchgangsloch im

Längsschnitt als Beispiel für einen anderen hohlen Produkttyp mit Flanschen;

Fig. 3 einen Synchronisationsring in teilweise geschnittener

Längsansicht als Beispiel für ein etwas komplizierteres hohles Produkt mit Flanschen;

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- ίο -

Fig. 4(1), 4(11), Längsschnitte zur Darstellung bekannter Verfahrens-

^{v v} ' schritte zum Herstellen eines hutforniigen Korpers ge

mäß F ig. 1;

Fig. 5(1), 5(11), rechte Hüllten eines Längsschnittes zur Verdeutlichung

5(111) und 5(IV . ,.,,,, , ·,, _u , ,,

^v bekannter Verfahrensschritte zum Herstellen eines in

Fig. 3 dargestellten Synchronisationsringes;

Fig. 6(1) ein Ausgangs- und Endstadium eines Preßformungsvor-

ganges im Längsschnitt unter Verwendung eines Grundverfahrens, währenddessen eine Ausbuchtungsbildungserscheinung auftritt.

Fig. 7(1) ein Bearbeitungsausgangs- und ein Bearbeitungsend-

stadiu
dung;

stadium eines Werkzeugs zur Durchführung der Erfin-

Fig. 8 ein Werkzeug zur Durchführung der Erfindung am Bei

spiel der Herstellung eines hohlen, mit einem Flansch versehenen Gegenstandes im Längsschnitt;

Fig. 9 und 10 ein anderes Ausführungsbeispiel zur Herstellung eines hohlen, mit einem Flansch versehenen Gegenstandes gemäß der Erfindung im Längsschnitt;

Fig. H(I) ein erstes und zweites Bearbeitungsstadium eines wei-

teren Ausfuhrungsbeispiels eines Werkzeugtyps zur

fortlaufenden Herstellung hohler, mit Flanschen versehener Gegenstände von einem Streifenmaterial im Längsschnitt;

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Fig. 12(1) verschiedene Arbeitsstadien eines weiteren Werkzeug-

^ls * ' typs gemäß der Erfindung zur fortlaufenden Herstel

lung hohler, mit Flanschen versehener Gegenstände aus einem Streifenmaterial im Längsschnitt und

Fig. 13(1) verschiedene Arbeitsstadien eines weiteren Werkzeug-

¹⁰ * ' typs gemäß der Erfindung zur Herstellung eines Syn

chronisationsringes .

Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 6(1) und 6(11) ein auf einem Grundverfahren basierendes Preßformungsverfahren beschrieben.

Wie gezeigt, sind ein Stanzstempel q mit einem im Zentrum angeordneten Durchgangsloch p, ein den Stanzstempel q umgebender Klemmring r und ein Gesenkteil s zusammengesetzt. Ein Materialstück t befindet sich in einem Hohlraum, der durch diese drei Teile und zwischen diesen ausgebildet wird.

Unter dem Druck des Stanzstempels q auf das Gesenkteil s wird der an der Außenseite befindliche Teil des Materials t deformiert und im Volumen verkleinert, wodurch ein nach innen gerichteter Materialfluß hervorgerufen wird, der in einem Anheben des Materialmittelteils in dem Durchgangsloch ρ des Stanzstempels q resultiert und eine Einbuchtung 15 in dem unteren Mittelteil ausbildet. Diese Erscheinung wurde als "Ausbuchtungsbildungsschritt" bekannt, die als letzte Stufe eines üblichen Preßverfahrens in Erscheinung tritt. Es wird theoretisch angenommen, daß diese Erscheinung dann auftritt, wenn die Dicke eines unter dem Stanzstempel liegenden Materialstücks um etwa 0,73 - 0, 88 mal dem Radius des Durchgangsloches ρ verringert wird.

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Wenn die Dicke des ebenen Materials in dem vorher erwähnten Teil auf einen Wert weniger als ungefähr 0, 5 mal dem Radius des Durchgangsloches 5 verringert wird, wird die Ausbildung der Einbuciitung 15 erkennbar und das Material wird in eine Hutform ausgebildet. Obwohl ein Versuch unternommen wurde, diese Erscheinung für die Produktion solcher Gegenstände auszunutzen, konnten wegen der ungleichen Dicke und dem ungefälligen Aussehen des Produkthohlteils keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah rens wird in den Fig. 7(1) und 7(11) verdeutlicht. Diese Vorrichtung ist zur Herstellung eines hohlen hutförmigen, mit einem Flansch versehe nen Gegenstandes a vorgesehen. Die Vorrichtung weist folgende Teile auf: einen Stanzstempel 1 mit einem Außendurchmesser gleich dem des Flanschteils 7 des Produkts und einem zentralen Durchgangsloch 5, des sen Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des hohlen Haupt teils 8 des Produkts ist, einen Klemmring 2, der den Stanzstempel 1 in Gleitpassung umgibt, und ein Gesenkteil 3, das unterhalb des Klemmrings 2 in Haft- bzw. Preßsitz vorgesehen ist. Durch ein Loch in der Mitte des Gesenkteils 3 verläuft schiebbar ein Dorn 4 mit einem Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser der Innenbohrung 9 des hohlen Produkts. In einen Hohlraum 10, der zwischen dem Stanzstempel 1, dem Klemmring 2 und dem Gesenkteil 3 ausgebildet ist und einen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Flanschteils 7 des Produkts aufweist, wird ein Materialstück 6 von ebener Gestalt mit einem Durchmesser im wesentlichen gleich oder kleiner dem Durchmesser des Hohlraums 10 gemäß Fig. 7(1) eingefügt.

Während das zu bearbeitende Material 6 somit zwischen den Stanzstempel 1 und das Gesenk 3 gedrückt wird, wird der Dorn 4 in den Hohlraum

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getrieben. Unter dem Preßdruck zwischen dein Stanzstempel 1 und dem Gesenk 3 wird der an der Außenseite befindliche Teil des Materials 6 in ein Flanschteil 7 des Produkts umgeformt, und der mittige Materialteil 6 wird innerhalb des Durchgangsloches 5 in dem Stanzstempel 1 angehoben und eine sich ausbildende Einbuchtung 15 wird durch den Dorn 4 zu einem Innenhohlloch 9 des Produkts geformt. Anhand dieses Verfahrens kann eine gleichmäßige Wandstärke des hohlen Hauptteils 8 erreicht werden. Außerdem kann ein hohler Gegenstand mit einem Flansch von sauberer Form in einem einzigen Bearbeitungsschritt gemäß Fig. 7(11) erzeugt werden.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, ist die Verwendung bzw. Anwendung eines Stanzdorns 4 ein charakteristisches Merkmal der Erfindung. Das Ausmaß bzw. die Geschwindigkeit des Dornvorschubes relativ zum Betrag der zwischen dem Stanzstenipel 1 und dem Gesenkteil 3 auftretenden Druckwirkungsverstärkung muß in einer konstanten Beziehung zu dem Verhältnis der Querschnittsfläche des Hohlprodukts zur Querschnittsfläche des Flanschteils 7 gehalten werden (Preßformungsverhältnis). Jedoch kann in der Praxis der erforderliche Vorschub des Dor ns 4 automatisch in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Druckkraft zwischen dem Stanzstempel 1 und dem Gesenkteil 3 erreicht werden.

Wird in diesem Falle der Druck des Stanzdorns 4 auf einen höheren Wert als erforderlich eingestellt und der Stanzdorn zwangsläufig um den vorher erwähnten Betrag vorgetrieben, so kann die zum Antrieb des Stanzstempels 1 erforderliche Kraft wesentlich verkleinert werden. Es ist jedoch zu vermerken, daß sich, wenn der Druck des Stanzdorns 4 extrem erhöht wird, die Spannung in dem hohlen Hauptteil 8 des Produkts erhöht und die Wandstärke sich folglich reduziert, bis eine teilweise Schrumpfung

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eintritt. Somit existiert immer ein oberer Grenzwert für die auf den Stanzdorn 4 aufzubringende Kraft.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde ein Stanzstempel 1 mit einem Außendurchmesser von 24 mm und einem Innendurchmesser von 15 mm sowie ein Stanzdorn 4 mit einem Außendurchmesser von 10 mm zum Preßformen einer kreisförmigen, aus reinem Aluminium bestehenden Platte 6 mit einer Dicke von 4 mm und einem Durchmesser von 24 mm in ein einen Flansch aufweisendes Hohlprodukt benutzt, bis eine Wandstärke von 2 nun erreicht wurde. Bei diesem Vorgang bzw. dieser Bearbeitung betrug die für den Stanzstempel 1 erforderliche Druckkraft 12, 5 t, wenn die auf den Stanzdorn 4 ausgeübte Kraft zu 0,4 t ausgewählt wurde. Für jede Zunahme der auf den Stanzdorn 4 ausgeübten Kraft um 0,1 t wurde die auf den Stanzstempel 1 ausgeübte Druckkraft um 1 t ver kleinert. Die auf den Stanzdorn 4 ausgeübte Kraft konnte nicht über 0,7 t gesteigert werden, da sonst, wie oben bereits beschrieben, ein ge schrumpfter Teil in dem hohlen Hauptteil 8 des Produkts ausgebildet wurde.

Gemäß dem beschriebenen Verfahren kann nicht nur die für den Stanzdorn 4 erforderliche Kraft, sondern auch die auf den Stanzstempel 1 ausgeübte Druckkraft auf einen verhältnismäßig kleinen Wert herabgesetzt werden. Zum Zwecke des Vergleichs der Kraft für den Stanzdorn in diesem Beispiel zu der der angewandten Kraft bei dem bekannten Verfahren wurde ein Loch entsprechend diesem Beispiel in die gleiche, aus reinem Aluminium bestehende Platte unter Anwendung der gleichen Belastung des Stanzdur ns, aber ohne Anwendung der Druckbelastung des Stanzstempels 1 eingedrückt. Es zeigte sich, daß nur etwa 20 % der Tiefe dieses Beispiels erreicht werden konnte. Gemäß der Erfindung ergibt sich somit kein Verbiegen oder keine Beschädigung des Stanz-

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dor ns, u iid die Lebensdauer des Stanzdorns kann wesentlich verlängert werden.

In den Fällen, in denen Gegenstände mit Durchgangslöchern hergestellt werden, wie z.B. ein Zahnradrohling b gemäß Fig. 2 oder ein Synchronisationsring c gemäß Fig. 3, wird - wie in Fig. 8 gezeigt - eine Preßformungsvorrichtung mit einem Gesenkloch 11, das mit dem Stanzdorn an dem oberen Ende des Stanzstempels 1 zusammenarbeitet, benutzt. Der Innendurchmesser des Gesenkloches 11 wird so ausgewählt, daß er etwas größer als der Durchmesser der Innenbohrung 9 des Produkts ist, wodurch ein Stanzspiel beibehalten wird. Das Gesenkloch 11 kann anderenfalls in einem gesonderten Teil vorgesehen werden, das am oberen Teil des Stanzstempels 1 festgelegt ist. In jedem dieser Fälle wird das obere Ende des Stanzdorns 4 zur Durchführung einer Stanzbearbeitung in besonderer Form ausgebildet.

Die Vorrichtung wird, wie vorausgehend beschrieben, betätigt, indem zuerst ein hutförmiges Produkt geformt und dann ein Artikel mit einem Durchgangsloch durch ein weiteres Vorstoßen des Stanzdorns 4 gebildet wird. Schließlich wird dann das obere Teil 12 des hutförmigen Produkts durch den Stanzdorn in Zusammenarbeit mit dem Gesenkloch 11 herausgestanzt, wodurch das Durchgangsloch entsprechend der Innenbohrung 9 ausgebildet wird. Obwohl ein Produkt mit einem kreisförmigen Querschnitt in den Fig. 7 und 8 gezeigt wurde, ist es klar, daß ein Produkt mit einer polygonalen Gestalt oder einer Teilzahnform durch Verwendung eines Stanzstempels 1 und eines Stanzdorns 4 mit innerer und äußerer Konfiguration entsprechend der Gestalt des Produkts hergestellt werden kann.

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Weiterhin kann der Klemmring 2 des in Fig. 7 gezeigten Beispiels mit dem Stanzstempel 1 oder dem Gesenkteil 3 als Einheit ausgebildet werden, wodurch Vorrichtungen erzielt werden, die, wie in den Fig. 9 und gezeigt, jeweils ein Teil 13 vom Stanzstempeltyp und ein Teil 14 vom Gesenkteiltyp aufweisen. Diese entsprechen einem Vorwärts- bzw. einem Rückwärtsstanztyp. In diesem Fall wird eine Vorrichtung mit einem in dem Stanzstempel 13 vorgesehenen Dorn 4 gemäß Fig. 9 bevorzugt, da man eine breitere Druckaufnahmefläche als bei anderen Fällen vorsehen kann und somit eine größere Lebensdauer ermöglicht.

In den Fig. H(I) und 11(Π) wird eine Anordnung gezeigt, die sich zum fortlaufenden Preßformen eignet. Bei dieser Anordnung ist ein Stanzstempel 21 mit einem einen gleichen äußeren Durchmesser wie der hohle Hauptteil 26 des Produkts aufweisenden Durchgangsloch 25 vorgesehen. Der Außendurchmesser des Stanzteils 21 ist so gewählt, daß er gleich oder größer dem Außendurchmesser des Flanschteils 27 des Produkts ist. Weiterhin ist anstatt des Klemmrings 2 gemäß Fig. 7 ein Druckring 22 schiebbar an der Außenseite des Teils 21 angebracht sowie eine Preßplatte 23 in Form einer ebenen flachen Platte gegenüber dem Stanzstempel 21 und dem Druckring 22 vorgesehen. Das zu preßformende Material 29 sollte in Form eines Streifens mit einer im Vergleich zum Außendurchmesser des Flanschteils 27 des Produkts ausreichend größeren dimensionierten Breite vorgesehen werden. Das Material 29 wird dann schrittweise jeweils um einen vorbestimmten Betrag zwischen dem Gesenk 23 und der Kombination aus Stanzstempel 21 und Druckring 22 vorgeschoben. Stromabwärts nach einem oder mehreren Vorschubschritten ist weiterhin eine Einrichtung, bestehend aus einem Stanzstempel 30 und einem Gesenk 31, vorgesehen, um den äußeren Durchmesser des Flanschteils 27 des Produkts, wie in Fig. 11(11) verdeutlicht, auszustanzen.

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Bei der Durchführung des Verfahrens wird der Druckring 22 zuerst gegen das Gesenk 23 gedruckt, um das Material 29 an der Außenseite des Stanzstempels 21 festzuhalten. Dunn wird der Stanzstempel 21 zum Preßformen des Umfangsteils des Materials betätigt, um zu der gewünschten Dicke des Flanschteils 27 zu kommen. Da die Außenseite des Materials durch den Druckring 22 gehalten wird, wird ein Teil des Materials, das dem Volumen der reduzierten Dicke entspricht, gezwungen, radial nach innen zu fließen, ähnlich wie in den bereits beschriebenen Beispielen, indem dadurch die Oberfläche des Materials 29 in dem Durchgangsloch des Stanzstempels 21 nach oben gehoben wird. Gleichzeitig wird eine Einbuchtung 15 in der unteren Fläche 29 gebildet. Durch Eindrücken des Dorns 24 in diese Einbuchtung 15 kann das innere Loch des Hohlprodukts wie in den vorher erwähnten Beispielen ausgebildet werden.

Nach Beendigung des Formungsvorgangs werdender Stanzstempel 21 und der Stanzdorn 24 zurückgezogen und das Material 29 vom Druckring 22 gelöst. Das Material 29 wird dann um einen vorbestimmten Betrag, der einem Bearbeitungsschritt entspricht, verschoben, und der oben beschriebene Preßformungsvorgang wird an einer neuen Stelle des Materials wiederholt. Bei einer Stelle, die einen oder mehrere Vorschubschritte von der Bearbeitungsstation des Materials entfernt liegt, stanzt die aus dem Stanzstempel 30 und dem Gesenk 31 bestehende Anordnung das Produkt aus dem Material entlang des Außendurchmessers des Flanschteils heraus.

In der in den Fig. 11(1) und H(II) gezeigten Anordnung ist die äußere Form des Flanschteils des Produkts nicht notwendig auf diese symmetrisch zur Achse ausgebildeten Konfigurationen beschränkt, obwohl diese Konfigurationen vorzuziehen sind, um eine saubere Form des hohlen Hauptteils 26 des Produkts zu erreichen. Die äußere Gestalt des Flansch -

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teils kann in einem vergleichsweise weiten Bereich variiert werden. Der Vorgang des Herausstanzens des Produkts aus dem Material kann andererseits durch irgendein Rohlingsendbearbeitungsverfahren, durch ein durch gegenüberliegende Gesenke hervorgerufenes Abscherverfahren und dgl. durchgeführt werden. Weiterhin kann das Material 29 irgendeine andere gewünschte, von der oben beschriebenen Streifenform abweichende Gestalt aufweisen. Zum Beispiel kann auch ein Material, das in einzelne Platten zugeschnitten ist, die jeweils eine gewünschte Fläche aufweisen, für den Preßformungsvorgang benutzt werden. In ähnlicher Weise wie oben beschrieben kann auch, wenn gewünscht, ein Produkt mit einem Durchgangsloch anstatt des oben beschriebenen Blindloches hergestellt werden. Weiterhin kann andererseits gemäß Fig. H(II) der letzte Bearbeitungsvorgang, bei dem das Produkt aus dem Material entlang dem Außendurchmesser des Flanschteils 2 7 herausgestanzt wird, unter Verwendung des Stanzstempels 21 und des Gesenkes 23 durchgeführt werden. In einem derartigen Fall ist ein Gesenkloch in dem Gesenkteil 23 vorgesehen und ein Herausbrechwerkzeug in dieses Loch eingesetzt. Dieses Werkzeug wird nach Beendigung des ersten Bearbeitungsvorgangs zurückgezogen und das Produkt aus dem Material 29 entlang des Außendurchmessers des Flanschteils 27 unter Verwendung der Außenkante der unteren Stirnfläche des Stanzstempels 21 und des Gesenklochs in dem Gesenkteil 23 herausgestanzt. In diesem Fall sind jedoch die Gestaltungsmöglichkeiten des Flanschteils beschränkt.

Ein anderes Beispiel zur fortlaufenden Erzeugung hohler, mit Flanschen versehener Artikel ist in den Fig. 12(1) bis 12(V) verdeutlicht.

In diesem Beispiel werden folgende Teile benutzt: ein Stanzstempel 51, dessen Außendurchniesser gleich dem des Flanschteils 57 des Produkts ist, ein Stanzdorn 52, der in dem Stanzstempel 51 verschiebbar angeord-

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net ist und einen Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser des inneren Loches 59 des Produkts aufweist, sowie ein Gesenkteil 53 mit einem Gesenkloch 54 mit einem Boden 55 mit einem Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Flanschteils 57 des Produkts und mit einem in dem Bodenteil 55 vorgesehenen Durchgangsloch 56 mit einem Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des hohlen Hauptteils des Produkts. Der Stanzstempel 51 und der Gesenkteil 53 werden gegenüberliegend angeordnet, so daß sie gegeneinander gedrückt werden können. Ein Materialeinspannteil 60 wird frei verschiebbar um den Stanzstempel 51 herum vorgesehen, um gegen ein Streifenmaterial 63 durch die Kraft einer Feder 61 gedrückt zu werden. Weiterhin ist ein Auswerfer in dem Durchgangs loch 56 des Gesenkteils 53 vorgesehen. Das Material kann aus einem Stahlstreifen oder ähnlichem bestehen.

Bei der Bearbeitung wird das Streifenmaterial 63 zwischen den Stanzstempel 51 und den Gesenkteil 53, wie in Fig. 12(1) gezeigt, gebracht und die beiden Teile 51 und 53 zusammengebracht, wodurch das Streifenmaterial 63 gemäß Fig. 12(11) dazwischen festgehalten bzw. eingespannt wird. Anschließend wird der Stanzstempel 51 nach unten gedrückt, so daß ein Materialrohling 64 mit einem Außendurchmesser gleich dem Flanschteil 57 des Produkts aus dem Streifenmaterial 63 zwischen dem Stanzstempel 51 und dem Gesenk 53 herausgestanzt wird. Zu diesem Zeitpunkt verbleibt, wie in Fig. 12(111) gezeigt, der Materialrohling 64 in dem Gesenkloch 54.

Der Stanzstempel 51 wird weiter nach unten gedrückt, wodurch der Materialrohling 64 zwischen der Bodenfläche 55 des Gesenkloches 54 und dem Stanzstempel 51 zusammengedrückt wird. Anschließend wird der Stanzdorn 52 nach unten durch den Stanzstempel 51 hindurchgedrückt. Der Umfangsteil des Materialrohlings 64 wird somit zu dem Flanschteil 57

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des Produkts preßgeformt. Ein Teil des Materials, das in den Mittelteil des Gesenkloches 54 gedrückt wird, fließt in ein zum Durchschieben des Auswerfers 62 vorgesehenes Durchgangsloch 56, wodurch eine Ausbuchtung 15 in der Oberfläche in der Mitte des Materialrohlings erzeugt wird. Der Vorstoß des Stanzdorns 62 unterstützt den Materialfluß, während die Ausbuchtung zu einem Innenloch 59 des Produkts und auch die äußere Gestalt des Rohlings geformt wird. Somit wird eine gleichmäßige Wandstärke in dem hohlen Hauptteil 58 des Produkts erreicht. Eine Produkteinheit mit einem hohlen, einen Flansch aufweisenden abschlußschraubenförmigen Körper kann somit in einem Verfahrensschritt, wie aus Fig. 12(IV) ersichtlich, preßgeformt werden.

Der Stanzstempel 51, das Gesenk 53 und der Stanzdorn 52 werden anschließend in die Ausgangslage zurückgezogen. Das Produkt wird gemäß Fig. 12(V) mit Hilfe des Auswerfers 62 aus dem Durchgangsloch 56 und dem Gesenkloch 54 herausgeworfen.

Nach der Herstellung des beschriebenen hutförmigen Produkts wird das Streifenmaterial 63 horizontal um einen Schritt bestimmter Länge verschoben, womit der Bearbeitungsvorgang zu einer in Fig. 12(1) dargestellten Lage zurückgebracht wird. Die beschriebenen Verfahrensschritte werden für die neuen Lagen des Materials nacheinander wiederholt, und die hutförmigen Produkte können fortlaufend produziert werden.

In dem beschriebenen Beispiel ist es natürlich möglich, ein anderes Gesenkloch in der oberen Stirnfläche des Auswerfers 62 an einer Stelle vorzusehen, die der Spitze des Stanzdorns 52 entspricht, wodurch das innere Blindloch 59 durch ein Durchgangsloch ersetzt wird.

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In den Fig. 13(1) bis 13(V) wird ein weiteres Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Synchronisationsringes c gemäß Fig. 3 verdeutlicht.

Die äußere Gestalt eines Stanzstempels 81 stimmt mit der einer Produktverzahnung 93 überein. Weiterhin wird ein Stanzdorn 82 mit einem Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser des Axialloches 91 des Produkts frei verschieblich in einem in dem Stanzstempel 81 vorgesehenen axialen Loch gehalten. Ein Gesenk 83 besitzt ein Gesenkloch 84 mit einer Innenkontur in Form einer Verzahnung entsprechend der Außenkontur des Stanzstempels 81 und eine Bodenfläche 85, durch die ein Durchgangsloch 86 mit einer Innenkontur entsprechend der Außenkontur des Angußteils 92 des Produkts hindurchführt. In dem Durchgangsloch ist ein Auswerfer 87 frei verschieblich vorgesehen. An einem Ende des Auswerfers 87, das zu dem Stanzdorn 82 zeigt, ist ein weiteres Gesenkloch 88 entsprechend der Form an der Spitze des Dorns 82 in dem Auswerfer 87 vorgesehen. Weiterhin ist in einem in dem Auswerfer 87 vorgesehenen axialen Loch ein zusätzlicher Auswerfer 89 verschiebbar angeordnet.

Ein Materialrohling 94, der mit einem gleichen oder etwas kleinerem Außendurchmesser als der Zahnfußdurchmesser des Produktzahnkranzes vorgesehen ist, wird gemäß Fig. 13(1) in das Gesenkloch 84 eingeführt.

Die anschließenden Verfahrensschritte sind denen der Fig. 12(11) bis 12(V) ähnlich. Der Stanzstempel 81 wird in das Gesenk 83 gedrückt und gleichzeitig der Stanzdorn 82 vorgestoßen. Der Materialrohling 94 wird zwischen den Stanzstempel 81 und die Bodenfläche 85 des Gesenklochs gedruckt, so daß ein Teil des Materials dadurch in den gezahnten Umfangsteil des Gesenks gepreßt wird, um somit in die Verzahnung des

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Produkts geformt zu werden. Währenddessen wird der andere Materialteil nach innen gedrückt, wodurch ein erhabener Teil in dem Durchgangsloch 85 und eine Einbuchtung in dem oberen Zentralteil des Materials gebildet wird. Der nach innen gerichtete Materialfluß wird durch das Einschieben des Stanzdorns 82 beschleunigt, bis das Material das Innere des Durchgangsloches 85 ausfüllt und zu dem Vorsprung 92 des Produkts gemäß Fig. 13(11) ausgeformt wird. Der obere Teil des Vorsprungs 92 wird im weiteren durch das folgende Einschieben des Stanzdorns 82 in das Gesenkloch 88 herausgestanzt, wodurch das Durchgangsloch 91 des Produkts gemäß Fig. 13(111) ausgebildet wird. Der Stanzstempel 81, das Gesenk 83 und der Dorn 82 werden in die Ausgangsstellung zurückgebracht und der Auswerfer 87 vorgestoßen, wodurch das somit geformte Produkt 90, wie in Fig. 13(IV) gezeigt, aus dem Gesenk 83 herausgestoßen wird. Der während des Herausstanzens des Angußoberteils erzeugte Abfall 95 wird durch das Einschieben des zusätzlichen Auswerfers 89 gemäß Fig. 13(V) herausgeworfen, womit alle für dieses Beispiel erforderlichen Verfahrensschritte durchlaufen sind.

In dem oben beschriebenen Beispiel kann die Kontur der Verzahnung des Produkts größer als die normale Form durch eine Zugabe geformt werden. Der somit hergestellte grobgeformte Zahnkranz kann anschließend unter Verwendung entweder des Abscherverfahrens mit entgegengesetzten Gesenken oder durch das Schleifverfahren oder durch eine gewöhnliche Maschinenbearbeitung eine letzte Bearbeitung erfahren. Da die Produktzugabe minimiert werden kann, kann der Produktring mit großer Produktivität und großer Präzision hergestellt werden.

Gemäß der Erfindung wird die Erscheinung benutzt, daß dann, wenn ein Material von außen gehalten und dessen Umfangsteil durch einen ringförmigen Stempel mit einem Innenloch zu einem Flanschteil preßgeformt

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wird, sich der Mittelteil des Materials in das Innenloch des ringförmigen Gesenks infolge des Materialflusses anhebt und eine Einbuchtung in der gegenüberliegenden Seitenfläche des Materials ausbildet. Durch Eindrücken eines Dorns in diese Einbuchtung wird das Innenloch des Produktartikels ausgebildet. Dadurch wird die Bildung der Einbuchtung zwangsläufig unterstützt, und die Preßausbildung eines hohlen, mit einem Flansch versehenen Produkts kann in einem Schritt erreicht werden. Demgemäß können die Kosten und der erforderliche Zeitaufwand wesentlich verringert werden. Da weiterhin die Ausbildung des Flanschteils und des hohlen Hauptkörpers des Artikels durch Ausnutzung des gleichen Materialflusses ausgeführt werden, wird die Kraft, die auf das Gesenk ausgeübt wird, durch die auf den Dorn ausgeübte Kraft unterstützt, wodurch eine Verkleinerung der zwei Kräfte ermöglicht wird. Demgemäß wird die Kraft pro Flächeneinheit des einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweisenden Dorns reduziert und dessen Lebensdauer wesentlich erhöht. Es ist ersichtlich, daß die Erfindung für die Herstellung verschiedener Maschinenteile und Gegenstände, wie z.B. Abschlußschrauben, Gehäuse mit dicken Wänden, Zahnradrohlingen, Hutmuttern und ähnlichen Gegenständen, die mit einstückigen Flanschen versehen sind, Anwendung finden kann.

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Claims

Liedl, Nöth, Zeitler 274738/ Q O M u η c h e η 2 2 S t e ι ιι s d υ ι t s I r a Ii η 2 1 2 2 I η Ι κ » η ιι O 8 9 / 22 94 41 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen, mit einem Flansch versehenen Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes, ein Durchgangsloch mit einer Innenkontur entsprechend der Außenkontur des hohlen Hauptkörpers des Gegenstandes aufweisendes Werkzeugteil und ein zweites, einen Dorn mit einer äußeren Kontur entsprechend der Innenkontur des inneren Loches des hohlen Gegenstandes aufweisendes Werkzeugteil beiderseits gegenüberliegend angeordnet werden, wodurch ein senkrecht zusammendrückbarer Zwischenraum gebildet wird, um eine Innenkontur entsprechend der Außenkontur des Flanschteils des Gegenstandes zu erhalten,

daß in diesen Zwischenraum ein Material von ebener Gestalt und einer Größe gleich oder etwas kleiner als die Innenkontur des Zwischenraums eingeführt wird,

daß die zwei Werkzeugteile so zusammengepreßt werden, daß der Flanschteil des Gegenstandes aus dem Umfangsteil des Materials heraus preßgeformt wird, wobei der Preßformungsvorgang des Umfangsteils einen Materialfluß in das Durchgangs loch des ersten Werkzeugs bedingt und dadurch die Oberfläche des Materials in diesem Loch anhebt, und

daß gleichzeitig der Dorn in den Zwischenraum eingeführt wird, um den hohlen Hauptkörper in die gewünschte Hutform aus dem Material herauszuformen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geke η nz eich net, daß das erste Werkzeugteil an dem vom zweiten Werkzeugteil entfernten Ende des Durchgangsloches mit einem Gesenkloch versehen wird, um mit dem Dorn zusammenzuwirken, und daß der Dorn derart vorgestoßen

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wird, daß der obere Teil des hutförmigen Teils zwischen dem Dorn und dem Gesenkloch herausgestanzt wird, um dadurch ein Durchgangsloch in dem Gegenstand zu erhalten.

3. Verfahren zur Herstellung eines hohlen, mit einem Flansch versehenen Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stanz stempel mit einem Durchgangsloch, das eine Innenkoiitur entsprechend der Außenkontur des hohlen Hauptteils des Gegenstandes aufweist, gegenüber einem Gesenk, das verschiebbar einen Dorn mit einer Außenkontur entsprechend der Innenkontur des Innenloches des hohlen Gegenstandes aufnimmt, angeordnet wird, wobei Stanzstempel und Gesenk aufeinander zu bewegbar sind,

daß ein ringförmiger Klemmring mit einem inneren Loch zur Aufnahme des Stanzstempels versehen ist, um diesen Stempel zu dem Gesenk hin oder von dem Gesenk weg zu verschieben,

daß in den von dem Stanzstempel, dem Gesenk und dem Klemmring gebildeten Raum ein Streifenmaterial eingeführt wird,

daß, während das Material durch den Klemmring gehalten wird, der Stanzstempel auf das Gesenk gedruckt wird, um den Unifangsteil des Materials zu einer Dicke entsprechend dem Flanschteil des Gegenstandes preßzuformen, wodurch ein Materialfluß in das Durchgangs loch des Stanzstempels hervorgerufen wird und sich das Material in diesem anhebt,

daß gleichzeitig der Dorn in das Durchgangs loch eingestoßen wird, wodurch der hohle Hauptkörper des Gegenstandes aus dem somit aufgeworfenen Teil des Materials ausgebildet wird, und

daß in einem nachfolgenden Schritt der Gegenstand entlang der Außenkontur des Flanschteils herausgestanzt wird.

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4. Verfahren zur Herstellung eines hohlen, mit einem Flansch versehenen Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß ein an die Außenkontur des Flanschteils des Gegenstandes angepaßter Stanzstempel und ein Gesenk mit einem einen Boden aufweisenden Gesenkloch gegenüberliegend und zueinander bewegbar angeordnet werden,

daß ein Dorn mit einer Außenkontur entsprechend der Innenkontur des inneren Loches des hohlen Gegenstandes verschiebbar im axialen Teil in einem der beiden Teile angeordnet wird,

daß ein Durchgangsloch mit einer Innenkontur entsprechend der Außenkontur des hohlen Hauptkörpers des Gegenstandes im axialen des anderen der beiden Teile angeordnet wird,

daß ein Streifenmaterial zwischen den Stanzstempel und das Gesenk eingebracht wird und die beiden Teile zusammengedrückt werden, wodurch man einen Materialrohling von einer Gestalt entsprechend der des Flanschteils in dem Gesenkloch erhält,

daß weiterhin die beiden Teile zusammengedrückt werden, wodurch der Umfangsteil des Materialrohlings zu einer Dicke entsprechend der des Flanschteils des Gegenstandes preßgeformt wird, wobei durch das Preßformen ein Materialfluß in das Durchgangsloch in einem der beiden Teile hervorgerufen und das Material in diesem Durchgangs loch angehoben wird,

daß gleichzeitig der Dorn in dieses Durchgangs loch eingestoßen wird, um den hohlen Hauptkörper in die gewünschte Hutform des Gegenstandes aus diesem angehobenen Material zu formen,

daß, während ein Produkt ausgeworfen wird, der Stanzstempel, das Gesenk und der Dorn in die Ausgangslage zurückgebracht werden,

daß das Streifenmaterial schrittweise jeweils um einen vorbestimmten Vorschubbetrag weiterbefördert wird und

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daß die beschriebenen Verfahrensschritte bei jedem Vorschubschritt des Materials am Streifenmaterial durchgeführt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch

einen mit einem Durchgangsloch (5) versehenen Stanzstempel (1), wobei das Durchgangsloch eine Innenkontur entsprechend der Außenkontur des hohlen Hauptkörpers des Gegenstandes aufweist,

ein Gesenk (3), das einen Dorn (4) mit einer Außenkontur entsprechend der Innenkontur des Innenloches des hohlen Gegenstandes verschiebbar aufnimmt, wobei der Stanzstempel (1) und das Gesenk (3) beide gegenüberliegend und zueinander bewegbar angeordnet sind, und

einen Klemmring (2) mit einem inneren Loch, das den Stanzstempel (1) darin zu dem Gesenk (3) hin oder davon weg bewegbar aufnimmt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 -4, gekennzeichnet durch

einen Stanzstempel (81) mit einer Außenkontur gleich der Außenkontur des Gegenstandes und einem sich axial erstreckenden ersten Durchgangsloch,

ein Gesenk (83) mit einem ersten Gesenkloch (84), das eine Innenkontur entsprechend der Außenkontur des Stanzstempels (81) aufweist, und mit einer Bodenfläche (85), in dessen Zentrum ein axial erstreckendes zweites Durchgangsloch (86) mit einer Innenkontur gleich der Außenkontur eines Angusses bzw. Vorsprunges des Gegenstandes vorgesehen ist,

einen Dorn (82) mit einem Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser des Axialloches (91) des Gegenstandes, der indem ersten, in dem Stanzstempel (81) vorgesehenen Durchgangs loch frei verschiebbar gehalten ist,

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einen ersten Auswerfer (87), der in dem in der Bodenfläche (85) des Gesenkes (83) ausmündenden zweiten Durchgangsloch (86) frei verschiebbar angeordnet ist, und eine dritte, sich axial inittig erstreckende Durchgangsbohrung aufweist, die als zweites Gesenkloch (88) zusammen mit dem Dorn (82) zusammenwirkt, und

einen zweiten Auswerfer (89), der verschiebbar in dem dritten Durchgangsloch des ersten Auswerfers (87) vorgesehen ist, wodurch ein in dem ersten Gesenkloch (84) angeordneter Materialrohling geeigneter Größe in den gewünschten Gegenstand durch eine aufeinanderfolgende Betätigung dieser Teile preßgeformt werden kann.

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