DE4133340C2

DE4133340C2 - Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich sowie Verfahren und Werkzeug zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4133340C2
Application number: DE4133340A
Authority: DE
Inventors: Harry Frank; Norbert Grosmann
Original assignee: Harry Frank; Norbert Grosmann
Current assignee: ARTUS KLASCHKA GMBH, 99894 SCHOENAU V D WALDE, DE
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: DE4133340A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich sowie ein Verfahren und ein Werkzeug zu seiner Herstellung nach dem jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1, 5 und 6. Über das Anwendungsgebiet der Kondensatorbechergehäusefertigung hinaus sind das erfin dungsgemäße Verfahren und das verwendete Werkzeug in allen technischen Bereichen anwend bar, in denen becherartige Werkstücke aus fließfähigem Werkstoff hergestellt werden.

Der Sollberstbereich in einem Kondensatorbechergehäuse stellt einen Überlastschutz für den Kondensator gegen das Auftreten eines kritischen Überdrucks im Inneren dar. Da der Sollberst bereich durch eine Wandschwächung geschaffen wird, muß diese so ausgelegt sein, daß das Gehäuse bis zum Erreichen des Berstdruckes absolut dicht ist. Bei bekannten Kondensator bechergehäusen mit Sollberstbereich, wie sie in DE 30 41 391 C2, DE 31 38 519 C2 und DE 32 01 963 C2 beschrieben werden, wird der Sollberstbereich erst durch einen gesonderten Arbeitsgang nach dem Fließpressen des Kondensatorbechergehäuses erzeugt. Hierzu wird das Kondensatorbechergehäuse auf einen Dorn aufgezogen und mittels eines seitlich angreifenden Stempels eine Schwächung der Becherwand geschaffen, welche den Sollberstbereich verkörpert. Infolge des notwendigen zweiten Arbeitsganges für die Herstellung des Sollberstbereiches entsteht erhöhter Aufwand an Kosten und Zeit. Zudem ist die Gewährleistung eines definierten Berstdruc kes schwierig, weil die Gleichmäßigkeit des vorher beim Fließpressen erzeugten Gefügeaufbaues beim Einbringen des Sollberstbereiches jäh verändert wird. Um die Kosten für den gesonderten Arbeitsgang, "Einbringen des Sollberstbereiches" zu begrenzen, enthalten bekannte Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich jeweils nur einen solchen. Damit kann jedoch nicht völlig ausgeschlossen werden, daß sich der Sollberstbereich nach einem Berstvorgang während des Kondensatorbetriebes infolge der im Inneren des Konden sators verwendeten Materialien wieder verschließt und der Kondensator später doch noch explo diert.

Schließlich kann der Berstdruck, der von der Tiefe und Länge der Wandschwächung abhängig ist, bei den bekannten Lösungen nicht ohne Änderung der beim Einbringen des Sollberstbereiches aktiven Werkzeugelemente variiert werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Kondensatorbechergehäuse zu gestalten, welches einen mit geringstem Aufwand gefertigten Sollberstbereich enthält, der bei einem sehr eng tolerierten Berstdruck anspricht und die Sicherheit bietet, daß sich der Sollberstbereich nach dem Bersten nicht wieder verschließen kann. Hierzu sind auch die Gestaltung des Verfahrens und des Werkzeuges zur Herstellung des Kondensatorbechergehäuses notwendig.

Erfindungsgemäß enthält das Kondensatorbechergehäuse mindestens einen Sollberstbereich, welcher eine vom Becherboden ausgehende äußere Schwächung der Becherwand darstellt. Die Schwächungen verlaufen vom Becherboden her über einen Anteil von 50 bis 80% ihrer Länge parallel zu den Mantellinien der Becherwand und laufen anschließend geradlinig zu den über ihnen liegenden Mantellinien der Becherwand hin aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Kondensatorbechergehäuses besteht darin, daß die Sollberstbereiche während des Fließpressens des Kondensatorbechergehäuses aus einem Rohling im unteren Teil der Becherwand in Fließrichtung des Werkstoffes ausgebildet werden. Das hierzu erforderliche, erfindungsgemäße Werkzeug enthält Formelemente, die in einer Fließpreßmatrize unmittelbar über den Matrizenboden angeordnet sind. Das Profil der Formele mente definiert dabei das Profil der Schwächungen der Becherwand des entstehenden Konden satorbechergehäuses, während die Einragtiefen die Tiefen der äußeren Schwächungen der Becherwand bestimmen.

Im Rahmen der Unteransprüche sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung möglich. Insbe sondere betrifft dies die Variationen der Querschnittsform des Kondensatorbechers, die Anzahl der Sollberstbereiche und die Gestalt der Formprofile.

Die Länge der Sollberstbereiche ist nur abhängig von dem Verhältnis der Höhe der Formelemente und der Dicke des Rohlings, da alle im Fließpreßwerkzeug oberhalb der Oberkante der Formele mente liegenden Bereiche des Rohlings beim Fließpressen nicht von den Formelementen beein flußt werden und somit eine ungeschwächte Becherwand ausbilden; dasjenige Material, welches von den Formelementen beeinflußt wird, unterliegt dagegen der Schwächung in den Sollberstbe reichen. Mittels Variation der Dicke des Rohlings können also ohne Änderungen am Fließpreß werkzeug die Länge der Sollberstbereiche und der davon abhängige gewünschte Berstdruck verändert werden.

Es ist ebenfalls mit geringem Aufwand möglich, eine Mehrzahl von Formelementen zwecks Gewährleistung höherer Sicherheit des Berstens in der Fließpreßmatrize anzuordnen; die Produk tivität des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch nicht berührt.

Beim Fließpressen wird der auf dem Matrizenboden des Werkzeuges liegende Rohling so verformt, daß sein Werkstoff in dem Ringspalt zwischen dem Fließpreßstempel und der Fließ preßmatrize nach oben schießt. Beim Vorbeigleiten des Werkstoffs an den Formelementen bilden sich in der entstehenden Becherwand Schwächungen heraus, welche die Sollberstbereiche des Kondensatorbechergehäuses verkörpern. Diese Sollberstbereiche zeichnen sich dadurch aus, daß ihr Gefügeaufbau gleichmäßig ist und somit ein eng tolerierter Berstdruck gewährleistet werden kann. Darüber hinaus entstehen weder im Inneren des Kondensatorbechergehäuses noch auf seiner Außenseite Materialaufwerfungen, was für die bei einem solchen Massenartikel unerläßliche automatisierte Weiterverarbeitung von beträchtlichem Vorteil ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zu gehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch den unteren Teil eines Kondensatorbechergehäuses,

Fig. 2: einen Schnitt A-A durch diesen Querschnitt,

Fig. 3: ein Fließpreßwerkzeug im Schnitt,

Fig. 4: die schematische Darstellung eines Formelementes.

Die konkrete Ausführung betrifft ein Kondensatorbechergehäuse 2 zylindrischen Querschnitts mit zwei Sollberstbereichen 5. Das Kondensatorbechergehäuse 2 besteht aus fließfähigem Werkstoff, vorzugsweise aus Aluminium. Die Sollberstbereiche 5 sind parallel und symmetrisch zur Längs achse des Kondensatorbechergehäuses 2 in der Becherwand 4 enthalten. Sie beginnen am Becherboden 3 und besitzen als Querschnitt eine keilförmige Schwächung der Außenwand der Becherwand 4. Die Sollberstbereiche 5 haben die Länge l mit je einem parallel zu den Mantel linien der Becherwand 4 ausgeformten Teil, der 50 bis 80% der Länge l, vorzugsweise 65%, ausmacht. Auf dem restlichen Teil der Länge l laufen die Sollberstbereiche 5 geradlinig zu den über ihnen liegenden Mantellinien der Becherwand 4 hin aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses 2 mit Sollberstbereichen 5 ist einstufig. Die Sollberstbereiche 5 werden während des Fließpressens des Kondensatorbechergehäuses 2 aus dem Rohling 1 in den unteren Teil der entstehenden Becherwand 4 in Fließrichtung des Werkstoffes eingebracht, wodurch keine negative Verände rung des Gefügeaufbaues eintreten kann.

Das hierzu notwendige erfindungsgemäße Fließpreßwerkzeug besitzt eine in eine Armierung 8 eingebettete Fließpreßmatrize 7, in welche zwei sich gegenüberliegende Formelemente 9 ein gelassen sind. Diese sitzen auf dem Matrizenboden 11 auf. Die Formelemente 9 ragen in den Ringspalt hinein, der zwischen dem unter dem Fließpreßstempel 6 und dem darunterliegenden Rohling 1 gebildet wird. Die Einragtiefe t wird vorteilhaft so gewählt, daß sie 50 bis 80%, vor zugsweise 65%, der Wanddicke s der Becherwand 4 beträgt. Während damit die Tiefe der Schwächungen der Becherwand 4 des Kondensatorbechergehäuses 2 vorgegeben ist, richtet sich die Länge l der Sollberstbereiche 5 nach dem Maßverhältnis zwischen Höhe h der Formelemente 9 und Dicke D des Rohlings 1. An ihren Stirnseiten tragen die Formelemente 9 Formprofile 10, die vorzugsweise Keilform besitzen.

Beim Fließpressen preßt der Fließpreßstempel 6 auf den Rohling 1, dessen Werkstoff unter der Druckeinwirkung entgegen der Fließpreßrichtung zu fließen beginnt. Dabei bilden diejenigen Teile des Rohlings 1, die oberhalb der Formelemente 9 liegen, im Ringspalt zwischen Fließpreßstem pel 6 und Fließpreßmatrize 7 die unverformte Becherwand 4 aus. Derjenige Werkstoffanteil des Rohlings 1, welcher in den Wirkungsbereich der Formelemente 9 gerät, erfährt infolge der Gestalt der Formprofile 10 und der Einragtiefe t der Formelemente 9 eine Formveränderung beim Fließ, die sich in Schwächungen der Becherwand 4 und somit in der Herausbildung von Sollberstberei chen 5 manifestiert. Dabei entsteht die bereits beschriebene Form der Sollberstbereiche 5 über die Länge l. Das zu ihrer Bestimmung notwendige Maßverhältnis zwischen Höhe h der Formelemente 9 und Dicke D des Rohlings 1 wird vorteilhaft so gewählt, daß die Höhe h 40 bis 60%, vorzugsweise 50%, der Dicke D beträgt.

Claims

1. Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich, welches aus fließfähigem Werkstoff besteht und bei welchem der Sollberstbereich aus Schwächungen der Becherwand von außen her besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollberstbereich (5) minde stens einmal vorhanden ist und daß die Schwächungen vom Becherboden (3) aus in der Becherwand (4) über einen Anteil von 50 bis 80% ihrer Länge (l) parallel zu den Mantellinien der Becherwand (4) verlaufen und im restlichen Teil ihrer Länge (l) gerad linig zu den über ihnen liegenden Mantellinien der Becherwand (4) hin auslaufen.

2. Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwächungen über einen Anteil von 65% ihrer Länge (l) parallel zu den Mantellinien der Becherwand (4) verlaufen.

3. Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Sollberstbereichen (5) parallel und symmetrisch zur Längsachse des Kondensatorbechergehäuses (2) angeordnet sind.

4. Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß zwei Sollberstbereiche (5) vorgesehen sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Sollberstbereiche (5) während des Fließpressens des Konden satorbechergehäuses (2) aus einem Rohling (1) im unteren Teil der Becherwand (4) in Fließrichtung des Werkstoffs ausgebildet werden.

6. Werkzeug zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in einer Fließpreßmatrize (7) unmittelbar über dem Matrizen boden (11) Formelemente (9) angeordnet sind, deren Formprofil (10) dem Profil der Schwächung der Sollberstbereiche (5) entspricht.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente (9) als seitlich in der Fließpreßmatrize (7) sitzende und mit den an ihren vorderen Enden aus gebildeten Formprofilen (10) in den Ringspalt zwischen dem Rohling (1) und die Fließ preßmatrize (7) hineinragende Einsätze ausgebildet sind.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Formele mente (9) 40 bis 60% der Dicke (D) des Rohlings (1) beträgt.

9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Formele mente (9) 50% der Dicke (D) des Rohlings (1) beträgt.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrag tiefe (t) der Formelemente (9) 50 bis 80% der Wandstärke (s) der Becherwand (4) be trägt.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einragtiefe (t) der Form elemente (9) 65% der Wandstärke (s) der Becherwand (4) beträgt.