DE2819167A1

DE2819167A1 - Verfahren zur herstellung eines werkstueckes durch fliesspressen, anwendung des verfahrens und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2819167A1
Application number: DE19782819167
Authority: DE
Inventors: Karl Mettler
Original assignee: Supervis
Current assignee: Supervis
Priority date: 1977-05-06
Filing date: 1978-05-02
Publication date: 1978-11-16
Also published as: IT7823084A0; FR2389431A1; CH617368A5; JPS53138959A; ES469545A1; JPS6247614B2; IT1095876B; FR2389431B1; BE866735A; ATA315278A; AT357395B; GB1599207A; NL7804854A

Description

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M Ü L L E R S T R A S S E 31

Etablissement Supervis
9490 Vaduz

Vorfahren zur Herstellung eines Werkstückes

durch Fliesspressen, Anwendung des Verfahrens und

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren;.;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstückes durch Fliesspressen aus einem zylindrischen Rohteil, sowie eine Anwendung dieses Verfahrens und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

IJs sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Zapfcnkrcnzen für Kardangelenke bekannt, die alle sehr arbeitsaufwendig und daher teuer sind.*

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Die vorliegende Erfindung be- veckt die Schaffung eines Verfahrens, rait dem solche Werkstücke insbesondere Zapfenkreuze einfacher und daher billiger herstellbar sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnflächen des zylindrischen Rohteiles um den gleichen Weg gegen die Mitte des Rohteiles gepresst werden, und dass Material in symmetrischem Stofffluss bezüglich der beiden Stirnflächen aus der Mitte des zylindrischen Rohteiles radial nach aussen in den Hohlraum einer Matrize gepresst wird.

Dieses Verfahren eignet sich für die Herstellung der verschiedensten Werkstücke. Brfindungsgemäss kann das Verfahren angewendet werden zur Herstellung eines Zapfenkreuzes, wobei vier gleichmassig am Umfang verteilte Zapfen aus der Mitte des zylindrischen Rohteiles gepresst werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Stempel an der unteren Stirnfläche des zylindrischen Rohteiles anliegt, dass ein zweiter Stempel an der oberen Stirnfläche des zylindrischen Rohteiles anliegt, und dass zwei Matrizenhälften angeordnet sind, die gegenüber den beiden Stempeln mit gleicher Geschwindigkeit verschiebbar sind.

Vorzugsweise ist an jeder Matrizenhälfte ein Hydraulikkolbon befestigt, jeder Kolben ist in einem Zylinder verschiebbar gelagert und jeder Zylinder ist mit Druckflüssigkeit gefüllt.

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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung sind anhand der beigefügten Zeichnung im folgenden ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Herstellung eines Zapfenkreuzes im Fliesspressverfahren teilweise im Schnitt, vor dem Pressvorgang;

Fig. 2 dasselbe wie Fig. 1 nach dem Pressvorgang; Fig. 3 eine Ansicht des Zapfenkreuzes von oben; Fig. 4 eine Ansicht des Zapfenkreuzes von der Seite;

Fig. 5 die Vorrichtung gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel im Schnitt, wobei die rechte Hälfte die Vorrichtung vor dem Pressvorgang und die linke Hälfte die Vorrichtung nach dem Pressvorgang zeigt.

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel im Schnitt, wobei die rechte Hälfte die Vorrichtung vor dem Pressvorgang und die linke Hälfte die Vorrichtung nach dem Pressvorgang zeigt.

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Gemäss Fig. 1 weist die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zwei Trägerplatten 10 und 11 auf. Die untere Trägerplatte 10 ist an einem ortsfesten Teil einer nicht dargestellten mechanischen oder hydraulischen Presse befestigt und die obere Trägerplatte 11 ist an einem beweglichen Teil dieser Presse befestigt. An der unteren Trägerplatte 10 ist ein nach oben gerichteter Stempel 12 und an der oberen Trägerplatte 11 ist ein nach unten gerichteter Stempel 13 befestigt. Beide Stempel 12 und 13 sind gleich ausgebildet und gleich lang. Zwischen den beiden Trägerplatten 10 und 11 sind zwei Matrizenhälften 14 und 15 angeordnet. Zwischen der unteren Trägerplatte 11 und der- unteren Matrizenhälfte 14 ist eine Druckfeder 16 und zwischen der oberen Trägerplatte 11 und der oberen Matrizenhälfte 15 ist eine zweite Druckfeder 17 angeordnet. Diese beiden Druckfedern 16 und 17 haben das Bestreben, die beiden Matrizenhälften

14 und 15 gegeneinander zu pressen. Aus Fig. 1 ist ferner ersichtlich, dass die untere Matrizenhälfte 14 eine zentrale durchgehende Bohrung 18 aufweist, in welche der Stempel 12 hineinragt, und dass die obere Matrizenhälfte 15 ebenfalls eine zentrale durchgehende Bohrung 19 aufweist, in welche der Stempel 13 hineinragt. Durch diese Bohrungen 18 und 19 sind die beiden Matrizenhälften 14 und

15 verschiebbar auf den Stempeln 12 und 13 geführt.

Zwischen den beiden Stempeln 12 und 13 befindet sich ein zylindrischer Rohteil 20, aus dem ein Zapfenkreuz 22 gemäss Fig. 3 und 4 herzustellen ist. Die Form dieses Zapfenkreuzes 22 ist durch die Aussparungen in den beiden Matrizenhälften 14 und 15 bestimmt.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, entsteht aus dem Rohteil 20 das Zapfenkreuz 22 gemäss Fig. 3 und 4 durch Zusammenpressen der beiden Trägerplatten 10 und 11 um den Weg h. Durch diese Verschiebung der oberen Trägerplatte 11 um den Weg h wird das Rohteil 20 ebenfalls um den Betrag h gestaucht, dabei wird Material aus der Mitte des Rohteiles 20 in die Aussparungen der Matrizenhälften 14 und 15 gepresst. Da die beiden Druckfedern 16 und 17 gleich stark ausgebildet sind, werden beide um den ,selben Betrag, d.h. jede um den Betrag h/2 zusammengedrückt. Die Flächen, mit denen die beiden Matrizenhälften 14, 15 aneinander anliegen, verschieben sich dabei - wegen der symmetrischen Ausbildung der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung - ebenfalls um den Betrag h/2 nach unten.

Die beweglich angeordneten Matrizen werden als "schwimmende Matrizen" bezeichnet.

Die Grosse des Weges h ergibt sich aus der Menge des radial nach aussen zu pressenden Materials, d.h. je grosser die vier Zapfen 21 des in Fig. 3 und 4 dargestellten Zapfenkreuzes 22, umso grosser ist die Menge des radial nach aussen zu pressenden Materials und desto grosser ist der erforderliche Weg h.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, können die beiden Matrizenhälften 14, 15 aneinandergepresst und in einer speziellen Presse fest eingespannt werden, dann können die beiden Federn. 16 und 17 entfallen. Die beiden Stempel 12 und 13 müssen dann jedoch beide um den selben Weg h/2 gleichzeitig gegeneinander bewegt werden. Eine schwimmende Matrize ist in diesem Falle nicht erforderlich..

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Das dritte Ausführungsbeispiel jemäss Fig. 5 enthält für die schwimmend gelagerten Matrizen statt der Druckluftfedern 16 und 17 hydropneumatische Federn, wie weiter unten ausführlicher beschrieben ist.

Genau wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind zwei Trägerplatten 10 und 11 vorhanden, von denen die untere Trägerplatte 10 an einem ortsfesten Teil einer nicht dargestellten mechanischen oder hydraulischen Presse befestigt ist. Die obere Trägerplatte 11 ist an einem beweglichen Teil dieser Presse befestigt. An der unteren Trägerplatte 10 ist ein nach oben gerichteter Stempelträger 12a befestigt und an der oberen Trägerplatte 11 ist ein nach unten gerichteter Stempelträger 13a befestigt. Auch hier sind beide Stempelträger 12a und 13a gleich ausgebildet und gleich lang. Auf dem unteren Stempelträger 12a ist der eigentliche Stempel 12 und auf dem oberen Stempelträger 13a ist der eigentliche Stempel 13 angeordnet, zwischen den beiden Stempeln 12 und 13 befindet sich das zylindrische Rohteil 20.

Auf dem unteren Stempelträger 12a ist ein erster Hydraulikkolben 24 und auf dem oberen Stempelträger 13a ein zweiter Hydraulikkolben 25 verschiebbar gelagert. Diese beiden Hydraulikkolben 24 und 25 sind in zwei Hydraulikzylindern 26 und 27 verschiebbar angeordnet, wobei der untere Hydraulikzylinder 26 an der unteren Trägerplatte 10 und der obere Hydraulikzylinder 27 an der oberen Trägerplatte 11 befestigt ist. Zwischen den Trägerplatten 10, und den Hydraulikkolben 24 bzw. 25 wird im Innern der beiden Hydraulikzylinder 26 bzw. 27 je eine Kammer 28 und 29 gebildet.

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Biese beiden Kammern· 2S und 29 rindi QUaer !Leitungen- 3S^ 31 mit nicht dargestelltem Eirucköleprellem ^erbrandlein!. Biese ©ruckäl— quellen werden· 2.B. durch Membranspeicher· gebildet* in denen das OeI durch ein komprimiertes Gas_P z.B. M„,_ff iMiifcer (äem erforcierli— eErerc Qrticfc stekt. Elurcii diese KemferarrspeieFieir wird in den Kanimem 28 and 29 ein genau gieiefeer Knrck eirzeEEgfc_e dareEi. den die weiter irrtfeer liesciurieiienen Matrizen 32 trad 33 aneinander gepresst; wrexderE. Diese beiden Efatrizrein; 32 irnd 33 sind rait. Efilfe je eines Befesfcigunefsrincfes 34 _c 35 a;n zwei laferizertträgem 36 und 31 befestigt;. Die Maiitrizenfcräger 36 trnd 37 sind ihrerseits durch nicht, dargestellte Befestigungjsirnifctei„ z.B. Sclirauben,, an je einem der beiden Efy-draulifckalben 24 und 25 befestigt.

Die beiden Matrizen 32 und 33 weisen- an den Flächen„ mit denen sie sich gegenseitig berühren,» Äxrssparrangen auf _r entsprechend der Farm des herzustellenden Werkstückes„ beispielsweise des in Fig. 3 und 4 dargestellten Zapfenkreuzes.

Die beiden Stempelträger 12a und 13a weisen je eine Längsbohrung auf ρ in. denen je eine Äusstossstange- 38 und 39 verschiebbar gelagert ist«

Die Wirkungsweise der im. Fig. 5 dargestellten Vorrichtung ist wie folgts

Die beiden Hälften der beschriebenen ¥fcr-rrichtung werden mit Hilfe der nicht dargestellten Presse soweit auseinander bewegt,, dass ein Rahteil 2(1 zwischen die beiden· Stempel 12 und 13 eingesetzt werden kann. Bei diesem Einsetzen des Rahteiles 2Ü zwischen die beiden Stempel 12 und 13 herrscht in den beiden Kammern 28 und 29 der volle H.ydrau.Iikdrucfc_t, trotzdem lassen sich die beiden

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Matrizen 32 und 33 soweit voneinander entfernen, dass genügend Abstand zwischen den Matrizen zum Einsetzen des Rohteiles 20 entsteht, da der Hub der beiden Kolben 24, 25 durch Anschläge an den Zylindern 26 und 27 begrenzt ist. Auf der einen Flälfte der Zeichnung liegen die Kolben 24, 25 an diesen Anschlägen der Zylinder 26, 27 an, während auf der anderen Hälfte der Zeichnung zwischen den Kolben 24, 25 und den Anschlägen der Zylinder 26, 27 ein Abstand h/2 vorhanden ist. Nach dein Einsetzen des Rohteiles 20 können die beiden Stempel 12 und 13 ohne Kraft soweit gegeneinander bewegt werden, bis die Stempel 12 und 13 mit ihren Stirnflächen an den gegenüberliegenden Stirnflächen des zylindrischen Rohteiles anliegen. Wie aus der einen Hälfte der Zeichnung ersichtlich ist, liegen dann auch die beiden Matrizen 32 und aneinander an. Es darf jedoch in dieser Stellung der beiden Stempel 12 und 13, in der sie beide gerade am Rohteil 20 anliegen, nach ein kleiner Spalt zwischen den beiden Matrizen 32 und 33 vorhanden sein., der sich jedoch während des Stauchens des Rohteiles 2 Q so rechtzeitig schliessen muss, dass kein Material des Rohteiles 20 in diesen Spalt gelangen kann.

Unter der Kraft der nicht dargestellten Presse werden die beiden Trägerplatten 10 und 11 mit den beiden Stempeln 12 und 13 um den Betrag h gegeneinander gepresst und der Rohteil 20 wird gestaucht. Aus dem mittleren Teil des Rohteiles 20 wird dabei Material radial nach aussen \erdrängt und gelangt in die erwähnten Aussparungen 23 der Matrizen 12 und 13. Bei diesen Vorgang wird Drucköl aus den beiden Kannern 28 und 29 Ober die Leitungen 30 und 31 in die nicht dargestellten Membranspeicher verdrängt.

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Jeder der beiden Kolben 24 und 25 verschiebt sich dabei um den Betrag h/2 im entsprechenden Zylinder 26 bzw. 27, wie aus der einen Hälfte der Fig. 5 ersichtlich ist.

Sobald sich die beiden Stempel um den Betrag h gegeneinander bewegt haben, ist das Rohteil 20 bereits in ein Zapfenkreuz gemäss Fig. 3 und 4 durch Fliesspressen umgeformt worden.

Die beschriebene schwimmende Lagerung der Matrizen 12 und 13 ermöglicht es, den unteren Stempel 12 ortsfest an der Maschine zu befestigen und nur den oberen Stempel 13 nach unten zu bewegen, dass sich bei dieser Verschiebung des Stempels 13 die beiden Matrizen 32 und 33 mit halber Geschwindigkeit jedoch in der selben Richtung wie der Stempel 13 mitbewegen. Dabei wird das Material des Rohteiles genau symmetrisch von oben und von unten· her in die Aussparungen 23 der Matrize hineingepresst.

Auf diese Weise lassen sich nicht nur das in Fig. 3 und 4 dargestellte Zapfenkreuz, sondern beliebige zentralsymmetrische Körper, z.B. Zahnräder, herstellen.

In Fig. 6 ist das in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel etwas ausführlicher dargestellt. Zwischen dem unteren Matrizenträger 36 und der unteren Trägerplatte 10 ist ein erstes Tellerfederpaket 4 0 und zwischen dem oberen Matrizenträger 37 und der oberen Trägerplatte 11 ist ein zweites Tellerfederpaket 41 Angeordnet. Diese beiden Federpakete 4 0 und 41 sind genau aufeinander abgestimmt, derart dass der Schliessdruck der Matrizen 32 und 33 vor dem Pressvorgang erreicht wird, dass während des

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PressVorganges der Schliessdruck immer genügend gross bleibt, und dass auf die obere und untere Matrize 33 und 32 gleiche Kräfte übertragen werden.

Für den oberen Matrizenträger 37 mit der oberen Matrize 33 ist eine Rückzugsvorrichtung 42 vorgesehen. Der Federweg beträgt für beide Federpakete 4 0 und 41 genau h/2.

Die Wirkungsweise entspricht derjenigen des zweiten Ausführungs beispiels geraäss Fig. 5.

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Claims

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(1.1 Verfahren zur Herstellung eines Werkstückes durch Fliesspressen aus einem zylindrischen Rohteil, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnflächen des zylindrischen Rohteiles (20) um den gleichen Weg gegen die Mitte des Rohteiles (20) gepresst werden, und dass Material (21) in symmetrischem Stofffluss bezüglich der beiden Stirnflächen aus der Mitte des zylindrischen Rohteiles (20) radial nach aussen in den Hohlraum einer Matrize (14, 15, 32, 33) gepresst wird.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Zapfenkreuzes (22).
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Stempel (12) an der unteren Stirnfläche des zylindrischen Rohteiles anliegt, dass ein zweiter Stempel (13) an der oberen Stirnfläche des zylindrischen Rohteiles (20) anliegt, und dass zwei Matrizenhälften (14, 15, 32, 33) angeordnet sind, die gegenüber den beiden Stempeln (12, 13) mit gleicher Geschwindigkeit verschiebbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stempel (12) ortsfest in einer Presse angeordnet ist, dass der zweite Stempel (13) beweglich in der Presse angeordnet ist, und dass die beiden Matrizenhälften schwimmend angeordnet sind, d.h. sich relativ zu den beiden Stempeln (12, 13) bewegen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Matrizenhälfte (32, 33) ein Hydraulikkolben (24, 25) angeordnet ist, dass jeder Hydraulikkolben in einem Zylinder (26, 27) verschiebbar gelagert ist, und dass jeder Zylinder (26, 27) mit Druckflüssigkeit gefüllt ist.

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