DE2754563A1

DE2754563A1 - Verfahren und vorrichtung zum durchziehen abgewinkelter kragen von loechern einer metallplatte sowie eine mit einem oder mehreren auf diese weise mit kragen versehene platte

Info

Publication number: DE2754563A1
Application number: DE19772754563
Authority: DE
Inventors: Johannes Arnoldus Gerard Deugd
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-12-20
Filing date: 1977-12-08
Publication date: 1978-06-22
Also published as: AU514246B2; US4213323A; CA1086260A; GB1596855A; AU3161177A; NL7614120A; IT1088844B; SE7714317L; JPS5376967A; FR2374104A1

Description

PHN 8626 C WIJ/HJ

Eindhovsn

"Verfahren und Vorrichtung zum Durchziehen abgewinkelter Kragen von Löchern einer Metallplatte sowie eine mit einem oder mehreren auf diese Weise mit Kragen versehenen Löchern versehene Platte".

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Durchziehen abgewinkelter Kragen von Löchern in einer Metallplatte, wobei die Platte durch eine die Aussenseite des Kragens umgebende Matrize unterstützt wird, wonach mindestens ein Stempel mit einem kegelförmigen Endteil und einem sich daran anschliessenden zylinderförmigen Teil mit einem Durchmesser, der grosser ist als der Innendurchmesser des Kragens,

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durch den Kragen geführt wird, so dass der Kragen eine grössere Länge und geringere Wandstärke erhält,

Platten mit Löchern mit zu Kragen abgewinkelten Rändern werden in der Praxis oft verwendet. In diesen Kragen wird dan manchmal Gewinde geschnitten oder es werden darin Lager befestigt oder sie werden zum Hindurchführen von Achsen verwendet. Für diese Anwendungsbereiche brauchen die Kragen im allgemeinen nicht allzu hoch und zu genau zu sein.

In manchen neuen Ariwendimgbsreichen werden diese Art von Kragen auch verwendet um beispielsweise einem elektrostatischen Feld eine bestimmte Form zu geben. An diese Art von Kragen werden hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt. Weiter müssen dabei die Kragenhöhen grosser seih als die, die bisher gut und reproduzierbar herstellbar waren.

Die Erfindung bezweckt nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem bzw. mit der genau, mit guter Oberflächengüte mit wenig Aus. schuss Kragen durchgezogen werden können. Unter diesem Ausdruck wird in diesem Zusammenhang eine Bearbeitung verstanden, wobei die Kragenwand zu einem dünneren und höheren Kragen gleichsam "ausgeschmiert" wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren weist da-

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zu das Kennzeichen auf, dass ein Stempel gewählt wird mit einem kegloförmigen Endteil, dessen halber Scheitelwinkel zwischen IO und 20 liegt und wobei die axiale Länge ^dcs zylinderförmigen Teils, der Reibungskoeffizient m zwischen diesem Teil und

Sk der Kragenwand und das Verhältnis rr~ der Wandstärke

ÖV

S des Kragens vor der Bearbeitung und der Wandstärke S nach der Bearbeitung derart gewählt sind,

S 2 In ^ ist.

m —~~—"~ ν

Wenn die obengenannte Beziehung zwischen der Wandverdtirinung, die vorgenommen wird, der Geometrie des Stempels und dem Reibungskoeffizienten erfüllt ist, stellt es sich heraus, dass Kragen grosser Länge und guter Oberflächengüte mit sehr wenig Ausschuss erzeugt werden können. Ein bisher als schwierig beherrschbar bezeichneter Prozess zeigt sich durch die verhältnismässig einfachen erfindungsgemässen Massnahmen als sehr erfolgreich und reproduzierbar«.

Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens setzt sich der zylinderförmigo Teil des Stempels auf der vom kegelförmigen Endteil abgowandten Seite in einen weiteren kegelförmigen Teil mit einem halben

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Scheitelwinkel zwischen 3 und 7 fort. Dadurch wird die Reibung· zwischen dem Stempel und dem Kragen verringert .

. Heim erfiiidungscomäs.soii Verfahren kann pro Bearbeitung eine gewisse Verdünnung der Kragenwand und folglich, eine bestimmte Erhöhung des Kragens erhalten werden. Für grössere Kragenhöhen soll die Bearbeitung einige Male nacheinander durchgeführt werden. Dies kann mit einer Anzahl einzelner Stempel oder einer Anzahl fest miteinander verbundener Stempel erfolgen, wobei alle Stempel einzeln die obengenannte Beziehung erfüllen.

Damit gewährleistet wird, dass beim ersten Durchziehvorgang nach dem Ab\vinkeln des Kragens die ganze Kragenwand beim Verjungen betätigt wird, ist bei einer weiteren günstigen Ausführunpsforin des Verfahrens der Durchmesser des zylindorförmigen Teils des Stempels und der Matrize derart gewählt worden, dass

ds - So

worin S = Wandstärke des Kragens nach Durchziehen, So = Stärke der Platte
do = Durchmesser des Loches bevor doi"· Rand

abgewinkelt ist
ds = Iiinondurcliiiicsser des abgewinkelten Kragens ist

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In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, für den Reibungskoeffizienten den maximalen Wert 1 beizubehalten. Etwaige Schwankungen in Reibungsuiuständen bei der Herstellung werden dann nicht mehr zum Zerreissen der Kragen führen.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Platte mit einem oder mehreren Löchern mit Kragen, die nach dem erfindungsgeinässen Verfahren durchgezogen worden sind«

Weiter bezieht sich die Erfindung auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a, b, c eine scheniatische Darstellung der Art und Weise, wie der Rand eines Loches in einer Metallplatte zu einem Kragen abgewinkelt werden kann,

Figs. 2a, b, c eine schematische Darstellung der Art und Weise, wie ausgehend von einem Kragen mit einer bestimmten Höhe ein Kragen mit grösserer Höhe und verringerter Wandstärke erhalten werden kann,

Fig. 3 eine Darstellung in vergrössertem

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Massstab dos wesentlichen Teils eines Stempels zum Durchziehen von Kragen,

Tn Fig. 1a ist im Schnitt eine Platte 1 dargestel'lt mit einem Loch 2 mit einem Durchmesser

d . Die Dicke der Platte 1 ist durch S bezeicho ο

In Fig. 1b ist angegeben, wie der Rand des Loches 2 mit Hilfe eines Stempels 3 ^zu einein Kragen h mit einer Höhe Il abgewinkelt wird. Bei diesem Abwinkein des Randes v/ird die Platte 1 auf der Unterseite durch eine Matrize 5 unterstützt und auf der Oberseite durcli einen Faltenhalter 6 festgehalten.

In Fig. 2a, b, c ist angegeben, wie ein Kragen h mit einer Höhe H mit Hilfe eines Stempels 7 zu einem Kragen 8 mit einer viel grösseren Höhe gebildet wird. Der Stempel 7» dessen wesentlicher Teil in Fig. 3 in vergrössertem Massstab dargestellt ist, umfasst dabei einen kegelförmigen Endteil 8 mit einem halben Scheitenwinkel C\ entsprechend 15 · Dieser kegelförmige Endteil 8 schliesst sich an einen zylinderförmigen Teil 9 an, dessen Durchmesser grosser ist als der Innendurchmesser des Kragens k. Der· zylinderförmige Teil 9 setzt sich in einen woiteren kegelförmigen Teil 10 fort, dessen halber Scheitenwinkel 5

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beträgt.

Die axiale Länge J£ des zylinderförmigen Teils 9 ist bei diesem Stempel derart gewählt worden, dass die nachfolgende Beziehung erfüllt wird:

ni

worin S = Wandstärke des Kragens vor dem Durchziehen

S = Wandstärke des Kragens nach dein Durchziehen

m = der Reibungskoeffizient zwischen Stempel und Kragenwand ist.

Wenn diese Beziehung erfüllt wird, stellt es sich heraus, dass die Höhe des Kragens k stark
vergrössert werden kann, wobei dennoch eine gute
Oberflächengüte beibehalten wird und keine Rissbildung im Kragen auftritt.

Die Erfüllung dieser Beziehung bedeutet, dass für einen bestimmten Stempel also mit einer
bestimmten Länge Jf^ des zylinderförmigen Teils die maximal zulässige Kragenwandverringerung durch die nachstehende Formel gegeben ist:

ni 1

⁵A -i HL·.

SI 2 2 S

ν / ν

/max.

Andererseits kann, wenn man eine bestimmte Kragcnwandverringorung erwünscht, der Stempel derart go-

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wählt werden, dass die naclifol gende Gleichung erfüllt wird:

^s 1/ 3 s

1 = -2—V- 2 In ^T

————— t>

m ν

Für in kann in der Praxis am besten der Maximalwert 1 beibehalten werden, so dass etwaige Schwankungen bei dor Herstellung keinen nachteiligen Einfluss haben.

Wenn ein Kragen auf normale Weise abgewinkelt ist, wie bei Fig. 1 beschrieben wurde, und wenn man danach die ganze Kragenwand verringern will, soll die Tatsache berücksichtigt werden, dass beim Abwinkein die Kragenwand zum Ende hin dünner geworden ist.

Wenn man dennoch die ganze Kragenwand verjüngen will muss der Spalt zwischen dem zylinderförmigen Teil des Stempels und der Matrize minimal der kleinsten Materialstärke entsprechen, mit anderen Worten, wie es sicli herausgestellt hat, der Spalt

r

worin: S - Stärke der Platte
ο

d = Durchmesser des Lochs ο

d = Innendurchmesser des abgewinkelten

Kragen ist.

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ρ -

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In Fig. 1, 2 und 3 ist dargestellt, wie die Bearbeitung in einer Anzahl einzelner Schritte voll— zogen wird, wobei in Fig. 2 und 3 nur ein Durchzielivorgang dargestellt ist. In vielen Fällen werden zum Erhalten einer gewissen Kragenhöhe mehrere Durch— ziehvorgänge nacheinander durchgeführt werden müssen. Dies kann mit einer Anzahl einzelner Stempel oder mit einem kombinierten Stempel, wie dieser in Fig. k auf schemaiische Weise dargestellt ist, erfolgen. Dieser Stempel umfasst einen ersten Stempelteil 41 zum Abwinkein des Kragenrundes und eine Anzahl Stempelteile h2_f 43» ^h zum Durchziehen der abgewinkelten Kragenwand. Jeder der Stempel h2, ^3» hk umfasst wieder einen kegelförmigen Endteil 8, einen zylinderförmigen Teil 9 und einen weiteren kegelförmigen Teil 1O. Bei jedem der Stempelteile hZ, h3 und hU erfüllen die Abmessungen der Teile 8, 9 und 10 wieder die Beziehung, wie diese obenstehend beschrieben wurde.

Aus dem obenstehenden dürfte hervorgehen, dass die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung schafft, durch das bzw. mit der es möglich ist, auf reproduzierbare und zuverlässige Weise Kragen zu Höhen durchzuziehen, die vorher nicht oder kaum erzielbar waren,

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Claims

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Patentansprüche;

( 1 .J Verfahren zum Durchziehen abgewinkelter Kragen von Löchern in einer Metallplatte, wobei die Platte durch eine die Aussenseite des Kragens umgebende Material unterstützt wird, wonach mindestens ein Stempel mit einem kegelförmigen Endteil und einem sich daran anschliessenden zylinderförmigen Teil mit einem Durchmesser, der grosser ist als der Durchmesser des Kragens, durch den Kragen hindurchgeführt wird, so dass der Kragen eine grössere Länge und eine geringere Wandstärke erhält, dadurch gekennzeichnet, dass ein. Stempel gewählt wird mit einem kegelförmigen Endteil, dessen halber Scheitelwinkel zwischen 10 und 20 liegt und wobei die axiale Länge Jc des zylinderförmigen Teils, der Reibungskoeffizient m zwischen diesem Teil und der Kragenwand und das Verhältnis S /S der Wandstärke

S, des Kragens vor der Bearbeitung und die Wand— Jc

stärke S nach der Bearbeitung derart gewählt werden, dass:

m ν

2. Verfahren nach Ansprucli 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförrnige Teil auf der vom kegelförmigen Endteil abgewandten Seite, sich in einen weiteren kegelfönnigeri Teil mit ei-

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nein halben Scheitelwinkel zwischen 3 und 7 fortsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beiin ersten Durchzichvorgang nach dem Abwinkein des Kragens der Durchmesser des zylinderförmigen Stempelteils und der Matrize derart gewählt werden, dass

worin S = Wandstärke des Kragens nach dein Durchv

ziehen

S = Stärke der Platte
ο

d ='Durchmesser des Loches bevor der Rand
ο

abgewinkelt wurde
d = Innendurchmesser des abgewinkelten Kra-

gens ist.

k. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» d^a~ durch gekennzeichnet, dass für den Reibungskoeffizienten der Maximalwert 1 beibehalten wird.

5. Platte mit einem oder mehreren Löchern
mit Kragen, die nach dem Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche durchgezogen worden sind.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, die einen Stempel mit mindestens einem

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kegelförmigen Endteil und einem sich daran anschlicssenden zylinderförmigen Teil enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelförmige Endteil einen halben Scheitenwinkel zwischen 10 und 20 hat, der abhängig vom Reibungskoeffizienten m des durchzuziehenden Materials und abhängig vom Verhältnis S, /S der Wandstärke S, des Kragens vor dem k' ν k

Durchziehen und der Wandstärke S nach dem Durchziehen derart gewählt wird dass:

_{2 ln} fk ^{2 ln} s

m ν

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförinige Teil des Stempels sich an der vom kegelförmigen Endteil abgewandten Seite in einen weiteren kegelförmigen Teil fortsetzt, mit einem halben Scheitelwinkel zwischen 3 und 7 ·

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Stempel enthält mit einer Anzahl Stempelteile, die je aus einem kegelförmigen Endteil, einem zylinderförmigen Teil und einem weiteren kegelförmigen Teil bestehen, wobei von dem in der Durchziehrichtung vorne liegenden Teil der Durchmesse]' dos zylinderföriiii gc;ii Stempelteils im Verhältnis zum Matrizendurchinesscr derart gewählt

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worden ist, das:

ν ■==: ο d - S

S

yorin: S = Wandstärke des Kragens nach Durchzielien

S = Stärke der Platte ο

d = der Durchmesser des Loches bevor der ο

Rand abgewinkelt wurde d = Innendurchmesser des abgewinkelten Ran-

des ist.

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