DE3404877A1

DE3404877A1 - Verfahren zur herstellung von kugelzapfen

Info

Publication number: DE3404877A1
Application number: DE19843404877
Authority: DE
Inventors: Karl Triesen Mettler
Original assignee: Supervis
Current assignee: Supervis
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1984-02-11
Publication date: 1984-08-30
Also published as: SE8401068D0; IT1179982B; SE8401068L; ES8502886A1; SE450218B; ATA68683A; GB2135602B; GB2135602A; JPS59166339A; IT8467157A0; NL8400462A; GB8405131D0; AT376915B; ES530080A0; FR2541605A1

Description

Patentinhaber: Etablissement Supervis

FL -'Vaduz

Gegenstand: Verfahren zur Herstellung von

Kugelzapfen

Beanspruchte Priorität: Österreich (AT) 1983 02 28; 686/83

Erfinder: · Mettler Karl

FL - Triesen

Anwaltsakte: X 1172

Druckschriften, die zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Betracht gezogen wurden:

DE-OS 21 07 459

8225 - 33 9/ma/ll

Die Erfindung be/i ent :; i oh auf ein Vorfahren zur Herstellung von Kuqe]rapfen mit einem Schaft und einer endsei tig daran angeordneten Kugel, wobei von einem im wesentlichen zylindrischen, einen massiven Vollquerschnitt aufweisenden Rohling ausgehend an diesem durch vorzugsweise mehrstufiges fließpressen mit Hilfe einer preßbüchse und einem Fließpreßstempel die Kugel anqoformt wird.

Kugelzapfen werden beispielsweise in tenkgestangen von Kraftfahrzeugen verwendet. Dabei muß die Kugel außerordentlich maßhaltig sein und darüberhinaus eine hohe Oberflächengüte aufweisen, also eine sehr geringe Dberflächenrauhigkeit. Ausgehend von einem im wesentlichen zylindrischen, einen massiven Vollquerschnitt aufweisenden Rohling wurde bislang durch ein mehrstufiges Fließpreßverfahren in offener Preßbüchse die Kugel vorgeformt. Durch das Fließpressen in offener Preßbüchse wurde eine Rohkugel gewonnen, die in ihrem Mittel bereich einen umlaufenden Grat aufwies. In einem anschließenden Arbeitsvorgang wurde dieser Grat entfernt. In einem weiteren Arbeitsgang wurde durch spanabhebende Bearbeitung die Kugel auf ihr Sollmaß gebracht und dann in einem weiteren Arbeitsgang die Oberflache durch Glattwalzen geglättet.

Aus der DE-OS 21 07 4">9 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung von als Knotenelemente bei Gerüst fachwerken dienende Stahlhohlkugeln. Diese Stahlhohlkugeln werden durch Gesenkschmieden hergestellt. Dabei werden zunächst im Gesenk zwei Halbschalen mit jeweils etwa sinuskurvenförmig verlaufendem Rand gebildet, wonach die Halbschalen mit ihren konvergierenden Rändern zusammengesetzt und alsdann längs ihrer umlaufenden Trennfuge verschweißt werden, oder aber die Hohlkugeln werden einstückig in einem Gesenk geschmiedet, wobei zunächst von (einem Hohl zylinder als Rohling ausgegangen wird, der an den Enden konisch vorgeformt wird, wonach das so gebildete hohle Zwischen-

erzeugnis in einem Gesenk in die kugelige Endform übergeführt wird. Das Gesenk besteht aus zwei Hälften, die im Endzustand der Verformung der Werkstücke ein geschlossenes Gesenk bilden, welches dabei durch das Aufeinanderschlagen der Gesenkhälften entsteht, wodurch allerdings nur die Bildung einer Hohlkugel in unvollkommener Weise möglich ist. Bei diesen bekannten Stahlhohlkugeln, die als Knotenelemente für Gerüst fachwerke dienen, handelt es sich um Konstruktionsteile, an welche hinsichtlich ihrer Maßhaltigkeit keine allzugroßen Anforderungen gestellt werden, auf jeden Fall keine Anforderungen, die auch nur halbwegs miteinem Präzisionsmaschinenteil vergleichbar sind, wie er durch einen Kugelzapfen repräsentiert wird, der in Verbindung mit Lenkgestängen bei Kraft fahrzeugen verwendet wird.

Für einen qualitativ hochwertigen Massenartikel ist die eingangs geschilderte Maßnahme ein sehr aufwendiges Formgebungsverfahren und hier setzt nun die Erfindung ein, die darauf abzielt, das Formgebungsverfahren für solche Kugelzapfen zu vereinfachen, ohne dadurch die Qualität des Werkstückes zu beeinträchtigen, vielmehr, trotz vereinfachter Herstellung ein qualitativ hochwertiges Produkt zu erzielen. Erfindungsgemäß gelingt dies, dadurch, daß zumindest in der letzten Stufe des Fließpressens für die Formgebung der Kugel eine geschlossene preßbüchse verwendet wird und anschließend die Oberfläche der so gewonnenen Kugel durch Rundkneten auf ihr So] Im a 13 gebracht und geglättet wird. Durch das beanspruchte Verfahren wird die Herstellung außerordentlich vereinfacht und verbilligt, dabei noch in Folge der vorgesehenen Nachbearbeitung der Oberflache (Rundkneten) ein gegenüber dem bisherigen Erzeugnis qualitativ hochwertigeres Produkt erzielt. Daß das be-

kannte Verfahren zur Hnrnte I 1unq won Stah1hohlkuqe1 η als Knotenelemente bei Co rustfachworken dazu keine Anregung bietet, ist für den einschlägigen Fachmann offenkundig.

Zur Veranschaulichung der Erfindung wird diese anhand der Zeichnung näher erläutert. Rs zeigen: Fig. 1 in Schrägsicht einen zylindrischen Rohling mit einem massiven Vollquerschnitt; Fig. 2 in Längssieht die Fließpreßform der letzten Stufe, wie sie bislang verwendet worden ist; Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Fließpreßform nach der Erfindung; Fig. 4 eine Rundkneteinrichtung in schematischer Darstellung und Fig. b einen fertigen Kugelzapfen.

Ausgehend von einem zylindrischen Rohling mit einem massiven Vollquerschnitt, wie in der Fig. 1 gezeigt, wurde bislang in einem mehrstufigen Fließpreßverfahren endseitig eine Kugel angeformt, wobei die letzte Stufe der Fließpreßverformung in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt ist. Die hier verwendete Preßbüchse 1 besteht aus den beiden Teilen 2 und 3 und wurde offen verwendet, d. h. während des Finwirkens des F ließpreßstempeis 4 sind die beiden Teile 2 und 3 der Preßbüchse 1 um ein geringes Maß a voneinander distanziert, so daß durch das Einwirken des Fließpreßstempeis 4 das WErkstückmaterial in den zwischen den beiden Teilen 2 und 3 verbliebenen Spaltes 5 fließen kann, so daß sich an der zu formenden Kugel 6 ein umlaufender Grat 7 ausbildet. Die preßbüchse ist dabei so dimensioniert, daß die durch das Fließpressen gewonnene, einen mittleren Grat 7 aufweisende Kugel 6 gegenüber ihrem Soll maß ein Übermaß besitzt. In einem anschließenden Arbeitsgang wurde nun dieser Grat 7 entfernt und die Kugel (■> spanabhebend auf ihr Sollmaß bearbeitet. Dann wurde die Oberfläche der Kugel insbesondere durch Glattwalzen geglättet, der Zapfen 8 wurde.

spanabhebend geformt.

Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird nun eine geschlossene Preßbüchse I¹ verwendet, die aus den beiden Teilen 2' und 3' besteht. Die PreObüchse 1' ist dabei so dimensioniert, daß sie das Sollmaß der zu fertigenden Kugel 6' mit dem nötigen Aufmaß für das anschließende Rundkneten aufweist. Die Oberflächenrauhigkeit der so geformten Kugel 6¹ liegt dabei bei ca. 6 bis 12 μπι.

Die beiden Teile 2' und 3' bilden die Preßbüchse I¹. Im einen Teil 2' ist dabei der Preßstempel 4' verschiebbar gelagert. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die die Preßbüchse 1' bildenden Teile 2', 3', die den eventuell vorgeformten, einen massiven Querschnitt aufweisenden Rohling aufnehmen, zuerst zu einer geschlossenen Preßform vereinigt, worauf erst der Preßstempel 4¹ betätigt wird,, der direkt auf das die Kugel 6¹ formende Material des einen massiven Querschnitt aufweisenden und eventuell vorgeformten Rohlings einwirkt. Während dieses Einwirkens sind die beiden Teile 2¹, 3¹ der Preßform 1' unmittelbar aneinandergefügt und bilden so eine geschlossene Preßbüchse.

Anschließend wird nun die Kugel 6' rundgeknetet und dadurch die Qberflächenrauhigkeit auf eine Rauhtiefe von kleiner als 3 μπι reduziert. Durch das Rundkneten wird einerseits die Oberfläche der Kugel 6' verbessert und andererseits die Kugel auf ihr Sollmaß gebracht. Der Zapfen wird in herkömmlicher Weise spanabhebend geformt, kann jedoch ebenfalls durch Rundkneten auf die gewünschte Form gebracht werden. Der fertige Kugelzapfen.ist in Fig. 5 dargestellt.

Eine ,Einrichtung zum Rundkneten ist schematisch in Fiq.

darqestellt. Sie weist eine Hammerwel le 1.0 auf, in welcher die Hammerqesenke 12 und die Hammerstößel 13 radial verschiebbar qelaqert sind. Druckrollen 14 sind frei drehbar in einem Rollenkäfiq 15 einqeschoben, der seinerseits von einem äußeren Halter inn. 16 umgeben ist. Bei rotierender Hammerwelle IO werden nun die Hammernesenke 12 π ο w i e die S I ö B e 1 15 r 111 r c h die fliehkraft, radial nach außen rjo fuhrt, Laufen dabei die Hamme r stoße 1 M unter die einzelnen Druckrollen J 4 , so erhalten sie jeweils seinen Druckimpuls nach innen, der sich als \/e r f ormungskraft auf die Hammerqesenke 12 und somit auf das hier nicht darqestellte Werkstück überträqt. Der die Druckrollen 14 haltende Rinq 16 ist in einem Maschinengehäuse frei drehbar und er wird durch die rotierende Hammerwelle JD ähnlich wie bei einem Planetengetriebe, auf die qewünschte ReIativdrehunq gebracht. Auf dem Weqe von einem Druckrollenpaar zum nächsten wer rl en die Hammer st ößel 13 dann wieder freigegeben, der hierbei entstehende fiffnungshub ermöglicht er., das fm i gegebene Werkstück /u drehen oder /u verschieben. Solche F. i η r i e h t u η g e η sind an sich bekannt. Ihre Anwendung auf Kugel formen ist jedoch nicht naheliegend, weil bislanqim Rundknetverfahren ausschließlich zylindrische oder konische Werkstücke bearbeitet wurden.

Die vorstehend erläuterte Umformunq des Werkstückes kann bei Raumtemperatur (Ka 1 t-F1ießpressen ) , aber auch bei einer werkstückbezoqenen erhöhten Arbeitstemperatur durchgeführt werden (Warm-F1ießpressen). Dem Kalt-Fließpressen wird jedoch der Vorzug einzuräumen sein, da es nicht nur billiger ist (auf den Anwärmvorgang kann verzichtet werden), es ermöglicht auch höhere Hers te 11unqsgenauiqkni\en.

Der Zapfen 8¹ kann durch spanabhebende Bearbeitunq qestaltet werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich,

df; η Zapfen durch Rund kneten in seine gewünschte form zu bringen.

Dank des erfindunqsqemäßen Verfahrens können Kuqelzapfen der oben beschriebenen Art erheblich billiger als bislang gefertigt werden, und trotz der billigeren Herstellungsart kann ein qualitativ höherwertiqes Produkt erzielt !«erden.

Claims

Patentansprüche :

/l.»Verfahren zur Herstellung von Kugel zapfen mit einem S c ti η Γ t und einer endseit ig daran angeordneten Kugel, winbf"!i von c i η π in im wesentlichen zylindrischen, einen massiven VoI1 quersehni11 au Γ we i senden Rohling ausgehend an diesem durch vorzugsweise mehrstufiges ■ F 1 i f■! ß ρ r e s s e η mit Hilfe e i η e r P r e ß b ü c h s e und einem Fließpreßstempel die Kugel angeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der letzten Stufe des Fließpressens für die Formgebung der Kugel eine geschlossene Preßbüchse verwendet wird und anschließend die Oberfläche der so gewonnenen Kugel durch Rundkneten auf ihr Sollmaß gebracht und geglättet wird.

. Verfahren nach Anspruch L, dadurch gekennzeichnet, daß die in der let/ten Stufe des F 1 ießpressens verwendete, geschlossene Preßbüchse (I') zur Formung der Kugel (6') ein Hohlmaß aufweist, das dem Sollmaß der zu fertigenden Kugel entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der beiden Teile (2', 3 ' ) , die die Preßbüchse (I¹) bilden, ein Preßstempel (4¹) verschiebbar gelagert ist, und dieser Preßstempel (4 ' ) auf das die Kugel (6¹) formende Material direkt einwirkt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest in der letzten Stufe des F1ießpreßverfanrens die die Preßbüchse (I¹) bildenden Teile ( 2 ' , 3 ' ) zu einer geschlossenen Form zusammengefügt werden und anschließend der Preßstempel (4'1 betätigt wird.

Für Ftablissement Supervis: Der Vertreter:

- 33 9/ma/ll