DE3325820C2

DE3325820C2 -

Info

Publication number: DE3325820C2
Application number: DE3325820A
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(Grad.) 8520 Erlangen De Bezold
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1983-07-18
Publication date: 1991-12-05
Also published as: BR8305273A; US4532793A; DE3325820A1; FR2533471B1; AR230736A1; FR2533471A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tiefziehen von Blech nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens nach Patentanspruch 2.

In einer aus der FR-PS 9 87 343 bekannten Vorrichtung wird ein rundes Blechstück auf ein aus einer ortsfesten Matrize be stehendes Gesenk aufgelegt, mit einem Tiefziehstellen des Ble ches umgebenden Blechniederhalter auf dieser Matrize gehalten und mit einem aus einer Patrize bestehenden Ziehstempel tief gezogen. Die Patrize und die Matrize haben je einen elektri schen Anschluß und sind an eine elektrische Stromquelle ange schlossen, so daß das runde Blechstück durch direkten Durch gang elektrischen Stromes durch die Tiefziehstellen des Bleches erwärmt wird. Der Blechniederhalter ist sowohl gegenüber der Patrize als auch gegenüber der Matrize elektrisch isoliert.

ln der bekannten Vorrichtung läßt beim Erweichen des Werk stoffes des runden Blechstückes die Anpreßkraft der Patrize an das runde Blechstück nach, so daß der elektrische Kontakt an den Kontaktstellen mit dem runden Blechstück verschlechtert wird. Diese Verschlechterung wird noch dadurch gefördert, daß wegen der nachlassenden Anpreßkraft der Patrize das runde Blechstück an den Kontaktstellen oxidieren kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Kon takt zum Blech, der für eine zum Tiefziehen ausreichende Er wärmung der Tiefziehstelle dieses Bleches erforderlich ist, zu ermöglichen und insbesondere auch Oxidationen an den Kontakt stellen am Blech zu vermeiden.

Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen verschiebbaren Gegen stempel wird sogar im erwärmten d. h. weichen Zustand des Bleches an der Tiefziehstelle im Verlauf des Tiefziehvorganges der elektrische Kontakt gleichbleibend gut aufrechterhalten, so daß auch während dieses Tiefziehvorganges die Tiefziehstelle unverändert gut weiterbeheizt werden kann. Kaltverformungen des Bleches an der Tiefziehstelle, die zu unerwünschten Rißbil dungen an dieser Tiefziehstelle führen können, werden somit vermieden. Auch kann das Blech an den elektrischen Kontakt stellen nicht oxidieren. Schließlich braucht das Blech nur örtlich und kurzzeitig erhitzt zu werden, so daß weder das Blech an Luft verzundert noch die Tiefziehwerkzeuge erheblich aufgeheizt werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeich nung an Ausführungsbeispielen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt stark schematisiert im Längsschnitt eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 2 zeigt im Schnitt ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren tiefgezogenes Blech.

In Fig. 1 ist ein metallener Ziehring 2, z. B. aus Stahl, dargestellt, der an einem Metallsockel 3, z. B. aus Stahl, ausgeformt ist. Dieser Ziehring 3 hat eine vertikale Ringachse 4. Dem Ziehring 2 ist ein langgestreckter zylin derförmiger Ziehstempel 5 aus Metall, z. B. Stahl, zuge ordnet, der mit seiner Längsachse koaxial zum Ziehring 2 und in Richtung seiner Längsachse verschiebbar ist.

Dieser Ziehstempel 5 ist durch einen ringförmigen Blechniederhalter 6 aus Molybdän geführt, der ebenfalls koaxial zum Ziehring 2 gegenüber diesem Ziehring 2 angeordnet ist.

Durch eine zum Ziehring 2 koaxiale Durchführung 3a im Metallsockel 3 des Ziehringes 2 ist ein aus einem lang gestreckten Molybdänzylinder bestehender, mit seiner Längsachse zum Ziehring 2 koaxialer Gegenstempel 7 zum Ziehstempel 5 ebenfalls in Richtung seiner Längs achse verschiebbar angeordnet. Gegenüber dem Metall sockel 3 ist der Gegenstempel 7 durch eine in die Durchführung 3a eingesetzte Hülse 8 aus Isolierstoff, z. B. keramischem Werkstoff, elektrisch isoliert. Des gleichen ist auch der Ziehstempel 5 gegenüber dem Blechniederhalter 6 und dem Metallsockel 3 mit dem Ziehring 2 elek trisch isoliert. Die Verschiebbarkeit des Gegenstempels 7 auf den Ziehstempel 5 zu ist durch einen Flansch 7a am Gegenstempel 7 begrenzt, mit dem dieser Gegenstempel 7 außen an der Hülse 8 anschlägt, die ebenfalls durch einen Flansch 8a, der im Metallsockel 3 eingebettet ist, gegen Verschieben auf den Ziehstempel 5 zu gesichert ist.

Die Sekundärwicklung eines Transformators 9 ist über einen Schalter 10 mit einer Anschlußleitung am Zieh stempel 5 und mit der anderen Anschlußleitung am Metall sockel 3 des Ziehringes 2 angeschlossen.

Der Ziehstempel 5 und der ihm zugeordnete Gegenstempel 7 können jeder beispielsweise mit einem nicht dargestellten Pneumatik-Zylinder in Richtung ihrer Längsachsen be tätigt werden. Beide Pneumatik-Zylinder sind an demselben, ebenfalls nicht dargestellten Stativ starr befestigt, an dem auch der Metallsockel 3 befestigt ist. Der eine Pneumatik-Zylinder übt auf den Ziehstempel 5 eine zum Gegenstempel gerichtete Kraft F₅ in Richtung der Längs achse des Ziehstempels 5 aus und der andere Pneumatik- Zylinder eine Gegenkraft F₇ auf den Gegenstempel 7 in Richtung der Längsachse dieses Gegenstempels 7.

Ein 0,55 mm dickes Blech 11 aus einer Zirkonium-Zinn- Legierung (Zircaloy) wird zwischen einer flachen Kontakt fläche 2a an einer Stirnseite des Ziehringes 2 und einer ebenfalls flachen Anlagefläche 6a an einer Stirnseite des ringförmigen Blechniederhalters 6 angeordnet und mit Hilfe einer nicht dargestellten, auf den Blechniederhalter 6 mit einer zu der Kontaktfläche 2a und der Anlage fläche 6a senkrechten Kraft F₆ einwirkenden Preßvor richtung unter Ausbildung eines elektrischen Druck kontaktes zwischen der Kontaktfläche 2a des Ziehringes 2 und dem Blech 11 gegen den Ziehring 2 gepreßt. Sodann werden der Ziehstempel 5 im Zentrum der Tiefziehstelle 11a des Bleches 11 mit der Kraft F₅ gegen das Blech 11 und der Gegenstempel 7 mit dem Flansch 7a mit der Kraft (F₇-F₅) gegen die Hülse 8 gepreßt. Zunächst ist die Gegenkraft F₇ auf den Gegenstempel 7 größer als die Kraft F₅ auf den Ziehstempel 5. Dadurch wird ein ein wandfreier elektrischer Druckkontakt zwischen der Kontakt fläche 5a an der Stirnseite des Ziehstempels 5 und dem Blech 11 hergestellt. Zugleich wird aber auch ein Kalt ziehen des Bleches 11 an der Tiefziehstelle 11a in den Ziehring 2 vermieden.

Hierauf wird der Schalter 10 kurzzeitig geschlossen und die Tiefziehstelle 11a des Bleches 11 durch elektrischen Strom erhitzt, der zwischen der Kontaktfläche 5a des Ziehstempels 5 mit dem Blech 11 und der Kontaktfläche 2a des Ziehringes 2 mit dem Blech 11 gleichmäßig verteilt durch das Blech 11 fließt und dieses gleichmäßig erhitzt. Nach dem Öffnen des Schalters 10 wird die Gegenkraft F₇ verringert und/oder die Kraft F₅ erhöht, so daß das Blech 11 an der noch heißen Tiefziehstelle 11a in den Ziehring 2 tiefgezogen wird. Erforderlichenfalls kann dieser Tiefziehvorgang auch bei geschlossenem Schalter 10 d. h. bei fortdauerndem Erhitzen des vom elektrischen Strom durchflossenen Bleches 11 an der Tiefziehstelle 11a durchgeführt werden. Schließlich ergibt sich an der Tiefziehstelle 11a eine in Fig. 2 dargestellte Warze 11b.

Im oben angegebenen 0,55 mm dicken Blech aus einer Zirkonium-Zinn-Legierung konnten auf diese Weise riß frei Warzen 11b mit einer Tiefe von 1,6 mm und einem Basisdurchmesser von 5,5 mm hergestellt werden. Der artige mit Warzen 11b versehene Bleche werden für die Herstellung von Abstandshaltern in Kernreaktorbrenn elementen verwendet, in denen die mit Kernreaktor brennstoff gefüllten Brennstäbe außen an diesen Warzen anliegen.

Claims

1. Verfahren zum Tiefziehen von Blech (11) in ein von einem Ziehring (2) gebildetes Gesenk mittels eines in Richtung sei ner Längsachse verschiebbaren Ziehstempels (5), bei dem das Blech (11) mit einem die Tiefziehstelle (11a) umgebenden Blechniederhalter (6) gegen das Gesenk gedrückt und zusätzlich das Blech (11) im Zentrum der Tiefziehstelle (11a) zwischen dem Ziehstempel (5) auf der einen Blechseite und einem in Richtung seiner Längsachse verschiebbaren Gegenstempel (7) auf der anderen Blechseite eingespannt wird und die Tiefziehstelle (11a) des Bleches (11) mit durch das Blech (11) an der Tief ziehstelle (11a) fließendem elektrischen Strom erhitzt wird, wozu dieser Strom zwischen mindestens einem Körper aus der Gruppe Ziehstempel (5) und Gegenstempel (7) einerseits und mindestens einem anderen Körper aus der Gruppe Ziehring (2) und Blechniederhalter (6) andererseits durch diese Tiefzieh stelle (11a) geleitet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem durch einen Ziehring (2) gebildeten Gesenk, dem ein Blechniederhalter (6) und ein durch den Blechniederhalter (6) elektrisch isoliert hindurchgeführter, in Richtung seiner Längsachse verschiebbarer Ziehstempel (5) sowie ein in Rich tung seiner Längsachse verschiebbarer Gegenstempel (7) zum Ziehstempel (5), der durch den Ziehring (2) geführt und vom Ziehring (2) und vom Blechniederhalter (6) elektrisch isoliert ist, zugeordnet sind, sowie mit Anschlüssen für eine elektri sche Stromquelle, von denen der eine an mindestens einem Körper aus der Gruppe Ziehstempel (5) und Geqenstempel (7) und der andere an mindestens einem anderen Körper aus der Gruppe Ziehring (2) und Blechniederhalter (6) vorgesehen ist.