DE4203670A1 - Verfahren zur erzeugung von ausdrueckungen aus einem hohlen werkstueck und einrichtung zum durchfuehren des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von Ausdrückungen aus einem hohlen Werkstück und der dazuge­ hörigen Einrichtung.

Das Verfahren, das Gegenstand dieser Erfindung ist, ist auch als Innenhochdruckverfahren bekannt.

Bei diesem Verfahren werden vor allem rohrförmige Werkstücke in angepaßte Werkzeuge eingelegt, wobei die Werkzeuge Aus­ nehmungen aufweisen. Das Innere des Rohrs wird mit inkom­ pressibler Flüssigkeit gefüllt und hermetisch abgeschlossen und sodann über eine externe Druckquelle (Pumpe) unter Druck gesetzt.

Der auf die Innenwandungen des Rohrs wirkende Druck preßt das Material nach außen in die Ausnehmungen des Werkzeugs, so daß an der Außenseite des Rohrs entsprechende Ausdrückun­ gen bzw. Ausbeulungen entstehen. Gleichzeitig ist eine Ein­ richtung vorgesehen, die das Rohr staucht, um den erhöhten Materialbedarf in den Ausbeulungen auszugleichen.

Zur Durchführung dieses Verfahrens benötigt man eine externe Pumpe sowie ein Kraftelement, das die Stauchung des Rohrs bewirkt.

Die Erfindung beruht daher auf der Aufgabe, die Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens und damit das Verfahren selbst zu vereinfachen.

Dazu wird vorgeschlagen, den Stempel, der das Werkstück ver­ schließt, mit einer Kraft zu beaufschlagen, die einerseits den Druck im Inneren des Werkstücks hervorruft und anderer­ seits die Stauchung des Werkstücks bewirkt. Es kann daher auf eine externe Druckquelle verzichtet werden.

Unter bestimmten Bedingungen kann es notwendig sein, einen Ausgleichskolben vorzusehen.

Die notwendige Stauchung des Werkstücks wird nämlich bewirkt durch den zusätzlichen Materialbedarf der Ausbeulung. Da aber der Durchmesser des Rohrs vorgegeben ist, ist mit einem bestimmten Stauchweg auch ein bestimmtes Volumen verbunden, das dem Volumen der Ausbeulung entsprechen sollte.

Ist dies nicht der Fall, so kann das zusätzliche Volumen in einen Aufnahmeraum aufgenommen werden, der von einem Kolben begrenzt ist, der entweder durch eine Feder oder aber an ei­ nem Nocken abgestützt ist , der die Position des Kolbens und damit die Volumenaufnahme in Abhängigkeit vom Stauchweg be­ stimmt.

Im folgenden soll anhand von drei Figuren der Erfindungsge­ danke näher erläutert werden.

Fig. 1 Prinzipdarstellung der Erfindung.

Fig. 2 Ansteuerungsmechanismus für einen Ausgleichskolben.

Fig. 3 perspektivische Darstellung einer der Erfindung entsprechenden Maschine.

Die Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung. Mit 1 ist ein zweiteiliges Werkstück dargestellt, das zusammengesetzt einen Zylinderraum 2 umfaßt. In der Wandung des Zylinder­ raums 2 sind Einbuchtungen 3 vorgesehen, die entsprechend den gewünschten Ausbuchtungen am Werkstück 6 vorgesehen sind. Die Einbuchtungen 3 sind über Kanäle 4 mit der Außen­ wandung des Werkzeugs 1 verbunden.

Das Werkzeug selbst wird in einer in dieser Figur nicht dar­ gestellten Wanne angeordnet, wobei die Wanne mit inkom­ pressibler Flüssigkeit 5 gefüllt ist.

Das Flüssigkeitsniveau 25 ist immer höher als die Werkstücke, so daß die Werkstücke "vorgefüllt" ins Werkzeug eingelegt werden.

In den Zylinderraum 2 des Werkstücks 1 wird ein Stahlrohr 6 eingesetzt, wobei der Außendurchmesser des Stahlrohrs 6 dem Innendurchmesser des Zylinderraumes entspricht. Von oben ist ein Stempel 7 an das oben offene Stahlrohr ansetzbar. Der Stempel 7 kann in den Zylinderraum 2 hineingeschoben werden. An der Unterseite des Stempels 7 ist eine umlaufende Kante 8 vorgesehen, die an die Außenkante des Rohrs 6 anlegbar ist. Die Kante 8 hat ein im Querschnitt dreieckiges Profil, die Spitze des Dreiecks liegt am Rohr an und kann sich in den Rand des Rohrs einschneiden, so daß der Innenraum des Rohrs hermetisch abgedichtet ist. Wird nun auf den Stempel 7 eine Kraft F ausgeübt, so wird das Rohr 6 gestaucht und gleich­ zeitig im Inneren des Rohrs 6, das mit Flüssigkeit 9 gefüllt ist, ein Druck aufgebaut, der bewirkt, daß die Wandung des Rohrs 6 in die Einbuchtungen 3 hineingedrückt werden, so daß Ausbeulungen 10 entstehen.

Das Rohr paßt sich also der Kontur der Einbuchtung 3 an.

Die Ausbeulungen bzw. Ausdrückungen 10 besitzen eine größere Oberfläche als das entsprechende Teilstück des Rohrs, das der Einbuchtung 3 gegenüber lag. Soll die ursprüngliche Wanddicke auch in der Ausbeulung beibehalten werden, wird zusätzliches Material benötigt. Dies erhält man, indem das Rohr insgesamt gestaucht wird.

Der Stauchweg wird mit s bezeichnet. Dazu rückt der Stempel 7 das Rohr zusammen. Mit dem Stauchweg s ist aber auch eine gewisse Volumenverdrängung verbunden, die zum Teil von der Ausdrückung 10 aufgenommen wird. Im Idealfall stimmt das Vo­ lumen der Ausdrückung 10 überein mit dem Stauchweg s. Ist dies nicht der Fall, so kann ein Ausgleichskolben 11 vorge­ sehen werden, der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im Stempel 7 angeordnet ist. Der Kolben 11 wird in einer Boh­ rung im Stempel geführt und durch eine Feder 12 abgestützt. Der Raum hinter dem Kolben 11 ist über eine Bohrung 13 im Stempel mit der Atmosphäre verbunden.

Die Feder 12 ist vorgespannt.

Steigt der Druck im Inneren des Rohrs übermäßig an, weil das Volumen, das zu einer bestimmten Stauchung des Rohrs gehört, nicht mit der Volumenaufnahme der Ausdrückung übereinstimmt, so wird der Kolben verschoben und nimmt dieses zusätzliche Volumen auf.

Diese Volumenaufnahme kann auch exakt gesteuert werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der Kolben 11 im Stempel 7 ist über eine Stange 14 an eine Nockenscheibe 15 angelegt.

Die Nockenscheibe 15 wird über ein nicht dargestelltes Ge­ triebe mit dem Stempel 7 verknüpft, so daß zu jeder Ver­ schiebung des Stempels 7 ein bestimmter Drehwinkel der Nockenscheibe 15 gehört. Je nach Drehwinkel der Nockenschei­ be 15 gibt der Ausgleichskolben 11 ein bestimmtes Volumen frei. Stauchweg s und zugehörige Volumenaufnahme der Aus­ buchtungen 3 können somit exakt aufeinander abgestimmt und an das Werkstück angepaßt werden.

Die Form der Nockenscheibe 15 ist somit charakteristisch für das gewählte Werkstück, Zahl und Maß der Ausdrückungen 10.

In der Fig. 3 ist in perspektivischer Weise dargestellt, wie die Erfindung in ein Fließband integriert werden kann. Aus einem Tisch 20 ragen zwei Führungssäulen 21 hervor, die über ein Führungsstück 22 den Stempel 7 halten. Zwischen den Säulen 21 hindurch wird eine Wanne 24 geführt, die mit mehreren hintereinander angeordneten Werkzeugen 1 und darin angeordneten Rohren 6 bestückt ist.

Der Stempel 3 wird von einer Presse 23, die auf den Säulen 21 angeordnet ist, betätigt. Die Presse 23 arbeitet nun im Vorschubtakt der Wanne 24, die sukzessive bestückt und ent­ leert werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zum Erzeugen von Ausdrückungen aus einem hohlen Werkstück, wobei
das Werkstück in ein Werkzeug eingelegt wird,
ein Stempel auf eine Öffnung des Werkstücks gelegt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stempel (7) eine Kraft ausgeübt wird, so daß im Inneren des Werk­ stücks (6) ein Druck aufgebaut wird und gleichzeitig eine Stauchung (s) des Werkstücks (6) erfolgt.

2. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem hohlen Werkzeug (1), in das das zu verformende Werkstück (6) eingelegt wird und einem Stem­ pel (7) zum Stauchen des Werkstücks (6), wobei der Stem­ pel (7) an eine Öffnung des Werkstücks dichtend angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stem­ pel (7) mit einer Presse (23) verbunden ist, so daß bei einer Kraftbeaufschlagung des Stempels (7) das Werkstück gestaucht und die Flüssigkeit (9), die sich im Inneren des Werkstücks (6) befindet, unter Druck gesetzt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Ausgleichskolben (11) vorgesehen ist, der einen mit dem Inneren des Werkstücks (6) verbun­ denen Raum begrenzt und bei übermäßigem oder nicht ausreichendem Druck im Inneren des Werkstücks den Raum vergrößert oder verkleinert.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (11) an eine Nockenschei­ be (15) anlegbar ist, die den Kolben (11) entsprechend des erforderlichen Druckauf-, Druckabbaus freigibt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stempel (7) über eine umlaufende Kante (8) verfügt, die bei Kraftbeaufschlagung des Stem­ pels (7) sich in eine Kante des Werkstücks (6) einschnei­ det und so die Öffnung des Werkstücks (6) dichtend ver­ schließt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die umlaufende Kante (8) im Profil dreieckig ist.