DE375779C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkoerpern mittels ringfoermiger Werkzeuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 18. MAI 1923

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVl 375779 -KLASSE 7c GRUPPE 15

(O 1.2104

Gustav Otto in Neukölln.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkörpern mittels ringförmiger Werkzeuge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Februar 1921 ab.

Die Herstellung von Hohlkörpern aus Blech geschieht im allgemeinen durch Pressen oder Ziehen. Das letztere Verfahren kommt namentlich dann in Frage, wenn es sich um tiefere Gefäße handelt. In beiden Fällen ist aber die Arbeitstiefe eine verhältnismäßig beschränkte, und man muß bei tieferen Gefäßen das Ziehen oder Pressen in mehreren Arbeitsgängen vornehmen, wobei für jeden Arbeitsgang eine besondere Matrize und Patrize und beim Ziehen auch eine Niederhaltvorrichtung erforderlich ist. Die Anschaffung der Werkzeuge verursacht infolgedessen bei tiefen Gefäßen verhältnismäßig sehr hohe Kosten. Im übrigen

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ist auch beim Ziehen in mehreren Arbeitsgängen bei tiefen Gefäßen eine gleichmäßige Behandlung des Materials schwer zu erreichen. Im allgemeinen werden die hergestellten Hohlkörper am Rande schwach, und bei zu starker Beanspruchung reißen sie.

Um diesem Übelstande abzuhelfen, benutzt die Erfindung das an sich bekannte Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern mittels ring-ίο förmiger Werkzeuge, welche nacheinander, von außen beginnend, ringförmige Teile des Werkstückes bearbeiten, und zwar wirkt gemäß der Erfindung der ringförmige Stempel gleichzeitig mit seiner gesamten Grundfläche auf das Arbeitsstück ein, ohne es gegen die als Gegenstempel wirkende dornartige Matrize anzupressen, und er bildet am Ende seines Hubes an dem Arbeitsstück einen Flansch. Es findet hier nicht, wie bei dem bekannten Verfahren durch Ziehen eine Streckung des Materials am Boden und an den Seitenwänden statt, vielmehr bleibt hier in den einzelnen Arbeitsgängen Boden und Seitenwand unbeeinflußt, und nur der Rand des Werkstückes wird bearbeitet.

Die Bearbeitung eines jeden ringförmigen Streifens kann dabei in mehreren Stufen erfolgen. Bildet man das zur Ausführung des Verfahrens verwendete Werkzeug gemäß der Erfindung so aus, daß es aus ringförmigen Teilen, entsprechend den zu bearbeitenden ringförmigen Flächen des Werkstückes besteht, so können die verschiedenen Arbeitsgänge ununterbrochen, also ohne Herausnahme des Werkstückes mittels desselben Werkzeuges geschehen.

Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es möglich, Hohlkörper von beliebiger Tiefe aus Blech zu pressen, ohne daß es einer Niederhaltungsvorrichtung bedarf und ohne daß eine Auswechselung der Werkzeuge für die verschiedenen Arbeitsgänge erforderlich ist. Man kann auch mehrere Werkstücke gleichzeitig übereinander pressen, da Stempel und zugehörige Matrizenteile in der Richtung des Durchmessers des herzustellenden Hohlkörpers einen Spielraum lassen und infolgedessen auch ein Festklemmen des Werkstückes zwischen Stempel und Matrize niemals stattfinden kann.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, und zwar zeigt

Abb. ι einen Schnitt durch einen Hohlkörper, wie er beispielsweise nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden soli. Abb. 2 zeigt eine Presse zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung im Schnitt und

Abb. 3 einen Grundriß der Matrize.

I Abb. 4 ist eine Einzeldarstellung eines Unterlagsstückes zum Heben der Matrizenringe. Abb. 5 zeigt einen einzelnen Matrizenring in Ansicht. Die

Abb. 6 bis 10 zeigen die Vorrichtung gemäß Abb. 2 in den verschiedenen Stellungen wäh-■ rend des Arbeitsganges bei der Herstellung , des in Abb. 1 dargestellten Gegenstandes.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Aus- ! führungsform der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist ! an die Herstellung eines topfförmigen Gegen-I Standes aus Blech mit einem Rand gedacht, ! wie er in Abb. 1 dargestellt ist. In diesem i Falle besteht die Matrize, welche auf dem : Tisch der Presse zu befestigen ist, aus einer : Anzahl von ringförmigen Teilen (Abb. 2), bei I dem Ausführungsbeispiel aus drei Ringen a, ¹ b und c, welche um ein mittleres Kernstück d Ϊ herumgelegt sind. Jeder dieser Ringe ist mit [ einer oder mehreren Bohrungen e versehen, in welche Stifte / eingesteckt werden können, die ! zur Befestigung des jeweils äußersten Ringes auf dem Tisch der Presse dienen. Diese Befestigung kann in beliebiger Weise durch Klammern 0. dgl. erfolgen. Die Ringe sind ! lose aufeinandergesetzt. Der äußerste Ring α j kann mit einem nach oben gerichteten Rande g ■ versehen sein, dessen lichter Durchmesser ; etwa dem Durchmesser des zu bearbeitenden ί Werkstückes entspricht. Der Stempel besteht aus dem an der Pressenspindel zu befestigenden Kopf h, an welchem ringförmige Stempel i befestigt sind. Die Befestigung kann z. B. durch Schrauben k erfolgen, welche durch entsprechende Bohrungen in dem Kopf hindurchgesteckt sind. Es sind so viel Stempel i vorhanden, als die Matrize Ringe besitzt. Der äußerste Stempel i ist so groß, daß er um den zweiten Ring b faßt. Der nächstinnere Stempel m faßt um den Ring c, und der dritte Stempel η faßt um den Kern d der Matrize. Die Ringe, mit Ausnahme des äußeren Ringes a, ebenso auch der Kern d, sind in ihrer Höhe einstellbar. Diese Einstellung kann in beliebiger Weise und mit beliebigen Mitteln erfolgen, z. B. durch Keile, Schrauben u. dgl. Bei dem Ausführungsbeispiel erfolgt das Heben und Senken der Matrizenteile durch das no Einschieben oder Herausziehen von Unterlagsstücken, welche die in Abb. 4 gezeigte Form haben können. Es werden jedesmal zwei solcher Unterlagsstücke eingeschoben.

In dem Grundriß in Abb. 3 sind zwei zum Heben des Ringes h dienende Unterlagsstücke 0 in der Arbeitsstellung gezeigt. Die Unterlagsstücke liegen also tangential an dem äußeren Durchmesser des Ringes, der durch sie angehoben wird. Da es erforderlich ist, die weiter nach innen liegenden Ringe und den Kern d anzuheben, während die äußeren

Ringe an ihrer Stelle bleiben; müssen die Ringe mit Aussparungen von der Breite der Unterlagsstücke ο versehen sein.

Abb. 5 zeigt z. B. eine Ansicht des Ringes b. Es ist darin eine Aussparung ρ zu sehen, welche das Einschieben eines Unterlagsstückes zwecks Hebens des Kernes d, ferner Aussparungen q, welche das Einschieben von Unterlagsstücken zum Zwecke des Hebens des Ringes c gestatten. Der Ring c braucht natürlich nur die Aussparung^ aufzuweisen und die weiter außen liegenden Ringe müssen eine entsprechend größere Anzahl von Aussparungen besitzen. So muß also der Ring α außer einer Aussparung ρ und den Aussparungen q noch zwei weitere, weiter nach außen liegende Aussparungen enthalten, welche das Einschieben von Unterlagsstücken unter den Ring & gestatten. Die Ringe haben

ao an ihrer oberen Seite nach innen gerichtete Schultern r und an ihrer unteren Seite nach a,ußen gerichtete Schultern s, die, wie aus Abb. 2 ersichtlich, ein Herausziehen der inneren Ringe oder des Kernes aus der Matrize beim Hochgehen des Stempels verhindern.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende.

Es wird zunächst, wie aus Abb. 6 ersichtlich, nur der äußere cStempelring i an dem Stempelkopf h befestigt. Der äußerste Ring a der Matrize ist mittels der Stifte/ auf dem Tisch der Presse befestigt, und es wird nun der nächstinnere Ring, also der Ring b, durch Unterschieben von Unterlagsstücken ο etwas angehoben. Das Arbeitsstück t, welches aus einem oder mehreren übereinanderliegenden Blechen bestehen kann, wird auf die Matrize aufgelegt, und nun erfolgt der Niedergang des Stempels, wobei das Arbeitsstück die in Abb. 6 strichpunktiert eingezeichnete Form erhält. Nunmehr wird das Werkzeug in der Weise abgeändert, daß der Ring» an dem Stempelkopf befestigt wird. Es ist dabei gleichgültig, ob der äußere Ringi am Stempelkopf verbleibt. Man wird ihn aber, um das Werkzeug zugänglicher zu machen, am besten entfernen. Ferner wird der äußere Ring α der Matrize entfernt und der nächstinnere Ring b durch Einstecken der Stifte/ auf dem Tisch

5.0 der Presse befestigt. Der Ring b wird wieder in seine Anfangslage, also in seine tiefste Stellung gebracht und dafür der Ring c durch j Einschieben von Unterlagsstücken ο angeho- j ben. Diese Stellung ist in Abb. 7 gezeigt.

Das Werkstück t bleibt in seiner Lage liegen. Nunmehr geht der Stempel nieder und nimmt die weitere Bearbeitung vor, wobei das Werkstück, welches durch den ersten Arbeitsgang in einen Hohlkörper mit verhältnismäßig großem lichten Durchmesser, aber nur geringer Tiefe umgewandelt war, in einen Körper umgewandelt wird, dessen lighter Durchmesser um die Ringbreite kleiner geworden ist. Hat man unter den Ring c nur ebensoviel Unterr lagsstücke ο gelegt, als vorher unter. dem Ring b lagen, so wird die Tiefe des Werkstückes noch nicht verändert, vielmehr nur der Rand verbreitert. Das Werkstück wird dann etwa die in Abb. 7 strichpunktiert eingezeichnete Form annehmen. Nunmehr erfolgt eine Umstellung des Werkzeuges in der Weise, daß der Ring c durch Unterschieben weiterer Unterlagsstüqke 0 weiter gehoben wird, und zwar in die in Abb. 8 dargestellte Lage. Hierauf läßt man den Stempel erneut niedergehen, und das Werkstück erhält die in Abb. 8 strichpunktiert dargestellte Form.

An Stelle der beiden Operationen gemäß Abb. 7 und 8 können natürlich auch eine größere Anzahl von Operationen treten, oder man kann auch die beiden Operationen -zu einer vereinigen, indem man das Werkzeug aus der Einstellung gemäß Abb. 6 unmittelbar in die Lage gemäß Abb. 8 bringt. Wieviel Operationen man vornimmt, wird sich jeweils nach dem Material und nach der Breite der Werkzeugringe richten. Da die Umstellung von Abb. 7 nach Abb. 8, d. h. also ein weiteres Pleben des Ringes c nur sehr geringe Arbeit verursacht, ist es zweckmäßig, mit der Anzahl der Operationen nicht zu sparen, um das Material zu schonen, also nach jedem Arbeitsgang den Ring c nur um einen verhältnismäßig geringen Betrag zu heben. Man setzt die Bearbeitung mit den Werkzeugringen c und w so lange fort, bis der Rand des Werkstückes wiederum die beabsichtigte Breite erhalten hat.

Nun wird in der gleichen Weise mit der Bearbeitung fortgefahren, indem man den King b entfernt, den Ring c auf den Tisch der Presse niedersenkt und auf ihm befestigt, ferner in den Kopf des Stempels den dritten Ring η einsetzt, wobei man der Bequemlichkeit wegen den äußeren Ring m wieder entfernt. Diese Einstellung des Werkzeuges ist in Abb. 9 gezeigt.

Wenn man, wie in der Zeichnung, den Kern d ein wenig höher ausbildet als die Ringe b und c, kann in diesem Arbeitsgang der Kern noch auf der Tischplatte der Presse aufsitzen. Es erfolgt nunmehr die Bearbeitung des Werkstückes durch den ■ Stempel n, wobei nach jedem Arbeitsgang der Kern d um ein entsprechendes Stück angehoben wird, bis er schließlich in die in Abb. 10 dargestellte Lage gelangt, bei welcher der Hohlkörper durch den Stempel η die endgültige Form erhält.

Es ist ohne weiteres klar, daß sich die Anzahl der Ringe und ihre Breite nach der Form und dein Material des herzustellenden Gegen-

Standes richten wird. Wenn es sich um eine Reihe von gleichartigen Körpern mit verschiedenem Durchmesser und verschiedener Höhe handelt, also z. B. um die Herstellung von Topfen verschiedener Größe, so kann bei geeigneter Bemessung der Ringe die gleiche Preßform für verschiedene Größen verwendet werden, wobei man dann bei der kleinsten Größe die letzte Bearbeitung durch den Kern

ίο vornimmt, bei der nächsten Größe mit der Bearbeitung durch den letzten Ring aufhört usw. Handelt es sich um die Herstellung elliptischer Gegenstände, so müssen natürlich an Stelle der Kreisringe elliptische Ringe treten. Man kann aber auch beliebig andere, unregelmäßig geformte Körper durch entsprechend ausgebildete Ringe nach dem angegebenen Verfahren pressen. Auch die Herstellung eckiger Körper ist möglich.

ao Das beschriebene Verfahren unterscheidet sich von dem Ziehen und Drücken in der Hauptsache dadurch, daß hier ein allmähliches Formen des Materials stattfindet. Es findet I durch die allmähliche Inanspruchnahme niemais eine Uberbeanspruchung des Materials | statt. Infolgedessen kann auch kein Reißen erfolgen. Das Bearbeiten von außen nach innen bewirkt, daß der obere Rand des hergestellten Gegenstandes nicht, wie beim Ziehverfahren, dünner wird als der übrige Teil des Hohlkörpers, im Gegenteil hat sich sogar bei den praktischen Versuchen gezeigt, daß eher eine Verstärkung des Randes eintritt. Gerade eine solche Verstärkung des Randes ist aber in den meisten Fällen außerordentlich erwünscht.

Ein weiterer Vorteil der Einrichtung ist das vollständige Wegfallen einer Niederhalt- j vorrichtung. Trotzdem entstehen keinerlei ; Falten, da solche durch den Stempel sofort wieder ausgeglichen werden, und es kommt noch hinzu, daß die ringförmigen Teile des Stempels gegenüber den entsprechenden Teiien der Matrize in Richtung des Durchmessers einen Spielraum lassen, infolgedessen niemals ein sehr starkes seitliches Aufpressen des Werkstückes gegen die Matrize stattfindet. Die Folge davon ist, daß auch bei dem gleichzeitigen Pressen einer großen Anzahl von Werkstücken diese nach der Fertigstellung nur verhältnismäßig lose aufeinandersetzen und leicht wieder auseinandergenommen werden können.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern mittels ringförmiger Werkzeuge, welche nacheinander von außen beginnend ringförmige Teile des Werkstückes bearbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Stempel gleichzeitig mit seiner gesamten Grundfläche auf das Arbeitsstück einwirkt, ohne es gegen die als Gegenstempel wirkende dornartige Matrize anzupressen und am Ende seines Hubes an dem Arbeitsstück einen Flansch bildet.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welchem sowohl der Stempel als auch die Matrize aus ringförmigen, gegeneinander einstellbaren Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Teile des Stempels gegenüber den entsprechenden Teilen des Gegenstempels oder der Matrize für den herzustellenden Hohlkörper in Richtung seines Durchmessers bei der Bearbeitung einen Spielraum lassen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe an ihrer Außen- und Innenseite miteinander gegenseitig überdeckenden Ansätzen oder Schultern (r, s) versehen sind, welche ein Herausziehen des jeweils inneren Ringes aus dem äußeren verhindern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Ringe bezüglich der Höhe durch das Unterschieben von Unterlagsstücken (0) erfolgt und die jeweils äußeren Ringe go zu diesem Zweck mit Aussparungen (p, q) versehen sind, welche ein Einschieben der Unterlagsstücke unter die jeweils inneren Stücke ermöglichen und gleichzeitig die Unterlagsstücke in ihrer Lage halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innerste Teil der Matrize (d) um so viel höher als die herumliegenden Ringe ausgebildet ist, als einer Arbeitsstufe entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.