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Verfahren zum Anziehen eines Randflanschs mit wenigstens einer
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============================================================== räumlichen
Ecke bei Ziehteilen aus Chrom-Nickelstahlbechen und ===============================================================
Werkzeug dafür ==============
Beschreibung: Gegenstand der Erfindung
sind ein Ziehverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein der Durchführung
dieses Verfahrens dienendes Werkzeug gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
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becken oder Spültischabdeckungen aus Chrom-Nickelstahlblechen haben
in der Regel einen sich an wenigstens zwei im Winkel aneinanderstoßenden Seitenkanten
der zumeist rechteckigen Werkstücke erltlangerstreckenden, aus der Ebene der Werkstückhaupterstreckung
etwa rechtwinklig herausgeformten Randflansch.
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Bei derartigen Ziehteilen aus Edelstahl werden die Randfiansche durch
Abkanten angeformt, nachdem zuvor die Eckbereiche zwischen aneinandergrenzenden
Randflanschen ausgeklinkt worden sind, und danach die rechtwinklig zur Werkstückhaupterstreckung
abgekanteten Flansche längs der aneinanderstoßenden Kanten vercfiweißt. Das Autkiiiikuii
der Eckbereiclie und das Abkanten der Flansche erfolgt dabei in der Regel in einem
Arbeitsgang, während das nachträgliche Verschweißen der Ecken sowie erforderliche
Nacharbeiten, wie überschleifen und Polieren, zumindest zwei zusätzliche Arbeitsgänge
notwendig machen, was naturgemäß kost@@verursachend ist. Neben den insoweit erhöhten
Herstellungikosterl gelingt es beim Uberschleifen der Schweißstellen
und
nachträglichem Polieren nicht, diese so nachbearbeiteten Eckbereiche in gleicher
Oberflächenbeschaffenheit zu verwirklichen, wie die übrigen Werkstückoberflächen.
Trotz erhöhter Herstellungskosten ist somit die Qualität der bisher hergestellten
Edelstahl-Werkstücke der vorgenannten Art angesichts der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten
zwischen nicht nachbearbeiteten Partien und den bearbeiteten Eckbereichen unzulänglich.
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Durch die Erfindung soller,daher ein Verfahren und ein Werkzeug zur
Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden, die es ermöglichen, einerseits
derartige Edelstahlteile so herzustellen, daß auch die fraglichen Eckbereiche gleiche
Oberflächenbeschaffenheit wie die übrigen Werkstückpartien aufweisen, andererseits
aber auch die bei derartigen Werkstücken bisher aufzuwendenden Herstellungskosten
merklich zu reduzieren.
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Ausgehend von einem Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs
1 ist diese Aufgabe in verfahrenstechnischer Hinsicht dadurch gelöst, daß das Werkstück
längs einer vorbestimmten, in den Eckbereichen empirisch ermittelten Kontur beschnitten
und danach der Randflansch in einem Blechhalter gehalten sowie über Ziehkurven angezogen
wird, wobei zur Verhinderung von Faltenbildungen in den Eckbereichen die Blechhalterung
wesentlich
schwächer als in den übrigen Flanschbereichen und so
ausgeiegt ist, daß die bei fortschreitendem Ziehvorgang infolge Materialkontraktion
zusammenfließenden Materialansammlungen im Blechhalter aufgenommen werden können.
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Bei der Erfindung handelt es sich mithin darum, daß anstelle des bisherigen
Abkantens in den Eckbereichen ausgeklinkter Flanschen und des Verschweißens der
aneinanderstoßenden Flanschabschnitte nach dem Abkanten die Flanschen angezogen
werden, so daß eine durchlaufende Flanschausbildung auch in den Eckbereichen gewährleistet
ist. Voraussetzung für diese Maßnahme war, dic beim Anziehen derartiger Raumecke
unvermeidbar infolge Kontraktion auftretenden Materialansammlungen zu beherrschen.
Dies ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Blechhalterung beim Ziehvorgang
mit abgestufter Haltekraft in der Weise erfolgt, daß durch die Blechhaltekraft in
den Eckbereichen das Zusammenfließen der mit fortschreitendem Ziehvorgang sich dort
ansammelnden Blechpartien nicht beeinträchtigt wird. Auf diese Weise ist einerseits
eine der Beschaffenheit der übrigen Oberflächenpartien der Werkstücke gleiche Oberflächenbeschaffenheit
der Eckbereiche verwirklicht, darüber hinaus eine erhöhte Werkstücksteifigkeit,
was auf das Anziehen der Randflanschen im Gegensatz zu dem bisherigen Abkanten zurückzuführer0
ist.
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In werkzeugtechnischer Hinsicht besteht die erfindungs geJ'iäße Lösung
darin, daß die Haltekraft des Blecllhalters im Bereich der zwischen im Winkel aneinandergrenzenden
Randflanschabschnitte anzuziehenden Ecken dadurch reduziert ist, daß wenigstens
eine der Blechhalterleisten im Eckbereich abgetragen ist und daß dieser Bereich
auf beiden Seiten der Ecken stetig in die nicht abgetragenen Leistenabschnitte übergeht.
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Erfindungsgemäß weisen die Blechhalterleisten im zusammengefahrenen
Zustand, also ohne eingelegtes Werkstück, in den Eckbereichen geringe Spalte auf,
während die übrigen Leisteiiabschnitte flächig aneinanderanliegen. Dadurch ist eine
den ziehtechnischen Erfordernissen genügende, sichere Halterung im Bereich der an
die Ecken angrenzenden Flanschabschnitte gewährleistet, während demgegenüber die
Blechhalterung in den Eckbereichen reduziert ist und ein Zusammenfließen des sich
infolge Kontraktion beim Ziehen stauchenden Materials stattfinden kann, wobei mit
fortschreitendem Ziehvorgang infolge dieser Materialkontraktion die im Eckbereich
auftretende Blechhaltekraft allmählich größer wird. Wesentliche Voraussetzung für
die Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens war, den Konturenverlauf der äußeren
Abschnittskanten empirisch so festzulegen, daß nach dem Anziehen der Randflanschen
eine im wesentlichen in einer Ebene liegende Flanschkante auftritt. Eingehende
Versuche
haben gezeigt, daß in Abhängigkeit von den eingesetzten Blechstärken eine einwandfreie
Ermittlung der Schnittkonturen möglich ist.
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Die Ansprüche 3 bis 5 beziehen sich auf zweckmäßige Ausgestaltungen
dieses Werkzeugs.
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So ist @egenstand des Anspruchs 5 eine besonders vorteilhafte Werkzeuggestaltung
mit einer gegenüber der festen Blechhalterleiste des einen Werkzeugteils vertikal
bewegbaren Werkstückaufnahme und einer angrenzenden, inneren Ziehkante dieser fester.
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Blechhalterleiste, sc daß beim Anziehen des Randflanschs das in der
Werkstückaufnahme liegende Werkstück gegenüber der genannten Blechhalterleiste verschoben
und dabei der Randflansch über die Ziehkante der Blechhalterleiste gegenüber der
Ebene der Werkstückhaupterstreckung hochgestellt wird.
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Bei einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 sind an der Oberfläche des
Werkstückii in den Eckbereichen Riefenbildungen wirksam unterbunden, weil infolge
Kontraktion beim Ziehen auftretende Materialansammlungen auf der beim fertigen Werkstück
innenliegenden Flanschseite zusammenfließen.
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Anspruch 5 schließlich lehrt die an sich bekannte Ausbildung eines
derartigen Werkzeugs als kombinierte Schrleid- und Ziehwerkzeug.
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Nachstchend sollen die Anwendung de@ erfindungsg@mäßen Verfah@ns bei
einer Spültischabdeckung sowie eine Ausführungsform des Werkzeugs in Verbindung
mit der beigefügten Zeichnung erläutert werden. In schematischen Darstellungen zeigen:
Fig. 1 eine Spültischabdeckung mit Doppelspüle aus Chrom-Nickelstahl in einer perspektivischen
Ansicht, mit Blick schräg von oben, Fig. 2 in einer gegenüber Fig. 1 vergrößerten
Darstellung und einer demgegenüber um 1800 gedrehten Lage den Eckbereich gemäß II
in Fig. 1, ebenfalls perspektivisch dargestellt, und Fig. 3 einen Vertikalschnitt
durch den Randbereich eines Werkzeugs zum Anziehen von Randflanschen mit räumlichen
Ecken an derartige Spültischabdeckungen.
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Die in Fig. 1 veranschaulichte Spültischabdeckung 10 ist als Doppelspüle
mit den beiden Spülbecken 11, 12 und einer sich daran anschließenden Ablauffläche
13 ausgerüstet. Die Spülbecken und die Ablauffläche sind von einem umlaufenden Rand
14 umgeben, der eine ebene, die flaupterstreckung des Werkstücks kennzeicEmnde Ebene
aufspannt. An diesen umlaufenden Rand 14 schließt sich ein ebenfalls umlaufender,
aus der Ebene der Werkstückhaupterstreckung in Richtung der Becken 11, 12 verformter
Randflansch 15, 16 an, der im Bereich zwischen den aneinandergrenzenden Längs-und
Schmalseiten
der Spültischabdeckung angezogene Ecken 17 aufweist. Kennzeichnend für eine derartige
Spültischabdeckung ist, daß diese Ecken 17 im wesentlichen scharfkantig, also mit
extrem kleinen Radien, ausgebildet sind. Desgleichen haben die Übergänge 18, 19
von dem in einer Ebene umlaufenden Rand 14 zu den senkrecht dazu gestellten Randflanschen
15, 16 kleine Radien, sie sind mithin gleichfalls unter ziehtechnischen Gesichtspunkten
weitgehend scharfkantig ausgebildet.
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Bei dcm in .iJIer Teilschnitt-Ansicht in Fig. 5 veranschaulichter
Werkzeug 20 handelt es sich um ein kombiniertes Schneid- und Ziehwerkzeug, das aus
einem auf einem Pressentisch montierbaren Werkzeugunterteil 21 und einem demgegenüber
auf- und abwärts bewegbaren, mit einem Pressenstößel verbindbaren Werkzeugoberteil
22 besteht. Das Werkzeugunterteil ist mit einer umlaufunden, feststehenden Leiste
23 ausgerüstet, deren Außenkante eine der Schneidkontur des Werkstücks entsprechenden
Schneidkante 24 aufweist, während die @nnenliegende Kante dieser Leiste als Zichkante
25 ausgebildet ist und dem genauen konturenverlauf des äußeren Werkstückumrisses
nach dem Anformen des Randflanschs entspricht. Eingeschlossen von dieser umlaufenden
feste Leiste 23 ist im Werkstückunterteil eine Werkstückaufnahme 26 angeordnet,
die gegenüber einer Grundplatte 27 des Werkzeugunterteils vertikal bewegbar geführt
und gegenüber dieser mittel
Federn 28 abgestützt ist. Ari:;tctlle
der Federabstutzung könntt auch die Werkstückaufnahme 26 mit einem Ziehkissen oder
einem hydraulischen System in Verbindung stehen.
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Das Werkzeugoberteil besitzt einen Körper 28, in dem eine Blechhalterleiste
29 angeordnet ist. Diese Blechhalterleiste entspricht in ihrem Konturenverlauf genau
dem Verlauf der festen Leiste 23 im Werkzeugunterteil 21. Sie ist über Federmittel
30 oder in sonstiger Weise, etwa ein hydraulisches System oder ein Ziehkissen, gegen
die Wirkung einer Haltekraft nachgiebig im Oberteil abgestützt. Außenseitig dieser
Blechhalterl(iste 29 ist mit dem Werkstückoberteil ein Schneidmesser 31 fest verbunden,
dessen Schneidkante 32 mit der Schneidkante 24 der festen Leiste 23 des Werkzeugunterteils
korrespondiert und deren genauem Verlauf entspricht. Auf der vom Schneidmesser 31
entfernten Seite der bewegbaren Blechhalterleiste 29 befindet sich eine im Werkzeugoberteil
befestigte Ziehleite 33, deren untenliegende Ziehkante dem Verlauf der Ziehkante
25 der Leiste 23 unter BEachtung der Werkstückstärken entspricht.
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Im Betrieb sind zunächst Werkstückoberteil und Werkstückunterteil,
die in vertikaler Hinsicht in hier nicht dargestellter, jedoch bekannter Weise geführt
sind, so auseinandergefahren, daß ein Werkstück gemäß Fig. 1 in die Werkstückaufnahme
26 des Werkstückunterteils eingelegt werden kann, wobei der anzuziehende
Raridflansch
sich in einer Ebene mit dem Rand 14 forterstreckt uiid auf der Oberkante der festen
Leiste 23 des Wellizeugulltcrteils aufliegt. Wenn nun das Werkstückoberteil absenkt
wird, ragt die durch Federmittel oder in sonstiger geeigneter Weise beaufschlagte
Blechhalterleiste 29 über die Schneidkante 32 des Schneidmessers 31 und die Unterkante
der Ziehleiste 335 die etwa in einer Ebene mit der Schneidkante 32 liegt, hinaus
und somit setzt zunächst die Blechhalterleiste 29 auf den Randbereich des in Fig.
3 angedeuteten Werkstücks 35 auf. Beim weiterer Absenken des Werkzeugoberteils steigt
zunächst die von der Blechhalterleiste 29 ausgeübte Andrückkraft an und schließlich
trifft die Schneidkante 32 des Schneidmessers 31 auf die über die Schneidkante 24
der festen Leiste 23 hinausdes eingelegten Ziehteils auf stehenden Abschnitte/und
trennt diese entsprechend dem vorbeitimmten Verlauf der Schneidkontur ab. Etwa zeitgleich
damit setzt die Ziehleiste 33 im Bereich des ebenen Randes 14 auf das Werkstück
auf und senkt dieses gegen die Wirkung der Stützfedern 28 unter Niederdrückung der
Werkstückaufnahme 26 ab, wobei der zwischen der Oberfläche der festen Leiste 23
und der Blechhalterleiste 29 eingespannte Rand allmählich über die Ziehkante 25
gezogen und schließlich in eine gegenüber der Ebene dcr, Randes 1!1 senkrechte Lage
hochgeformt wird. Sobald diese Endlage erreicht ist, kehrt sich ciie ßewegurißrsriclitung
des Werkzergoberteils um und das Werkstück wird vermöge der Stützwirkung
der
Federn 28 von der @@chfahrenden Werkstückaufuahme ausgeworfen.
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Entscheidend für das faltenlose Anziehen eines scharfkantigen Eckbereichs
17 ist, daß im Bereich der anzuziehenden Ecke die Blechhalterleiste 29 gegenüber
der von den übrigen Abschnitten aufgespannten Ebene zurückgenommen, beispielsweise
um ein geringes Maß freigeschliffen ist, so daß im Bereich der anzuziehenden Ecken
nur eine reduzierte Blechhalterung auftritt und gewissermaßen Freiräume für die
sich in den Eckbereichen infolge der beim Ziehen auftretenden Materialkontraktion
ansammelnden Materialpartien vorhanden sind. Es findet somit in den Eckbereichen
ein gesteuertes Stauchen der zusammenfließenden Materialpartien in der Weise statt,
daß diese sich auf der beim fertigen Werkstück innenliegenden Seite des umlaufenden
Randflanschs ansammeln können, wodurch jedwede Faltenbildung sowie Riefenbildungen
an der Außenseite vermieden sind und eine Oberflächenbeschaffenheit im Bereich derartiger
Ecken gewährleistet wird, die weitgehend mit der Oberflächenbeschaffenheit des übrigen
Ziehteils übereinstimmt.
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L e e r s e i t e