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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rastkerben
auf einem Rahmenrohr für
einen Kraftfahrzeugsitz, insbesondere einem Rahmenrohr für eine Kopfstütze.
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Sie betrifft insbesondere, aber nicht
ausschließlich,
die höhenverstellbaren
Kopfstützen,
die mehrere auf mindestens einem Rahmenrohr in Längsrichtung verteilte Rastkerben
aufweisen, wobei jede Rastkerbe eine Einstellposition definiert.
Eine klassische Kopfstütze
weist einen Rahmen auf, der z. B. von einem gebogenen Rohr in Form
eines umgekehrten U gebildet wird, wobei jeder Schenkel des U eine
Stange bildet, die in einer fest mit der Rückenlehne des Sitzes verbundenen
Führung
gleiten kann, um die Kopfstütze
nach Wunsch des Benutzers zu positionieren. Um die gewählte Einstellposition
beizubehalten, werden üblicherweise
Arretiersysteme, wie zum Beispiel eine federnde Klinke, verwendet, die
in Rastkerben einer oder der beiden Kopfstützenstangen eingreifen.
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Um zu verhindern, dass die Kopfstütze bei einer
starken Krafteinwirkung durch den Kopf des Benutzers, zum Beispiel
bei einem Unfall, nach unten rutscht, ist es außerdem bekannt, die Einstell-Rastkerben
mit einer oberen Flanke herzustellen, die im wesentlichen senkrecht
zur Längsrichtung
der Kopfstützenstange
liegt, um einen positiven Anschlag zu bilden, der sich einer Gleitbewegung
nach unten widersetzt, es sei denn, die Kopfstütze wird absichtlich entriegelt.
Die untere Flanke der Rastkerbe ist vorzugsweise geneigt, um die
Verschiebung der Kopfstütze
nach oben ohne Arretierung durch die federnde Klinke zu erleichtern.
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Es kann auch eine untere Endrastkerbe
mit einer steilen unteren Flanke hergestellt werden, um einen positiven
Anschlag zu bilden, der sich außer bei
einer absichtlichen Entriegelung einer unabsichtlichen Entfer nung
der Kopfstütze
aus ihren Führungen
beim Ziehen nach oben widersetzt.
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Wie man bei dem in 1 dargestellten Kopfstützen-Rahmenrohr
sieht, können
also mehrere Rastkerben zur Vorder- oder Rückseite der Kopfstütze hin
vorgesehen sein, und diese Rastkerben können je nach der in Betracht
gezogenen Anwendung mehrere Gestaltungen aufweisen: eine steile
obere Flanke und eine geneigte untere Flanke, oder eine untere steile
Flanke und eine obere geneigte Flanke, oder auch zwei steile Flanken.
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Die Herstellung dieser Rastkerben
auf massiven Metallstangen kann einfach durch Eindrücken oder
Tiefziehen erfolgen. Zur Verringerung des Gewichts dieser Kopfstützenrahmen
ist man aber bestrebt, aus Rohren hergestellte Rahmen zu verwenden.
Die Herstellung der Rastkerben auf einem solchen Rohr durch ein
einfaches Quertiefziehen führt aber
unvermeidlich zu einer Quetschverformung des Rohrs. Dadurch können aber
für die
Flanken der Rastkerben, die man mit einem so spitz wie möglichen
Winkel ausbilden will, die gewünschten
spitzen Winkel nicht erhalten werden.
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Für
den Versuch, dieses Problem zu lösen, wurde
bereits vorgeschlagen, eine spanende Bearbeitung eines Rohlings
durchzuführen,
der vorher durch Tiefziehen erhalten wurde. Abgesehen von den zusätzlichen
Bearbeitungskosten führt
dieses Verfahren aber dazu, Material zu entfernen und somit das
Rohr in Höhe
der Rastkerben zu schwächen.
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Es wurde auch bereits vorgeschlagen,
zum Beispiel durch die Druckschrift
DE
29714315 , in das Rohr in der Zone, in der die Rastkerben
ausgebildet werden sollen, eine Muffe oder eine Metallstange einzuführen, um örtlich das
Rohr zu füllen
und so die Herstellung von Rastker ben durch Tiefziehen zu ermöglichen,
wie dies bei einer massiven Stange durchgeführt würde. Die Verwendung dieser
angesetzten Muffe erhöht
aber das Gewicht, und außerdem
ist es notwendig, die richtige Positionierung der Muffe im Rohr
vor dem Tiefziehen zu gewährleisten, was
zu zusätzlichen
Problemen führt.
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Es wurde auch vorgeschlagen, die
Rastkerben durch Hydroformung herzustellen, aber dieses Verfahren
erfordert spezifische und sehr teure Einrichtungen, um die erforderlichen
sehr hohen Drücke zu
erzeugen.
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Aus der Druckschrift
EP 974409 ist auch ein Verfahren bekannt,
das es ermöglicht,
auf Rohren Rastkerben mit spitzem Winkel ohne Entfernen von Material
herzustellen, mit dem Ziel, die Stärke des Rohrs in Höhe der Rastkerben
und die Anordnung der Fasern des Metalls im wesentlichen konstant
zu halten, und dies ohne Verformung des Rohrs in Abstand zu den
Rastkerben. Dieses Verfahren besteht darin, eine Nietmaschine zu
verwenden, an die als Werkzeug ein Rastkerben-Formwerkzeug angepasst wird.
Die Rastkerbe wird dann durch das von der Maschine durchgeführte Hämmern hergestellt,
was zu einer progressiven Formgebung der Rastkerben führt, welche
die Herstellung von relativ spitzen Winkeln ermöglicht, da jeder Schlag des
Werkzeugs das Material nur sehr begrenzt und mit einer geringen Amplitude
verformt. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, eine relativ lange
Arbeitszeit zur Herstellung jeder Rastkerbe zu erfordern.
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Die vorliegende Erfindung hat zum
Ziel, die oben erwähnten
Probleme zu lösen
und ein Verfahren und eine Maschine zum Versehen eines Rohrs mit
Rastkerben anzugeben, die einfach anzuwenden sind und es erlauben,
auf wirtschaftliche Weise die Herstellung von spitzwinkligen Rastkerben
auf Rohren zu gewährleisten.
Sie hat insbesondere zum Ziel, Rastkerben auf Rohren von allgemein
kreisförmigem Querschnitt
herzu stellen, wobei zumindest eine Seite der Rastkerben einen spitzen
Winkel mit der Außenfläche der
Rohrwand bildet. Sie hat zum Ziel, diese Rastkerben ohne Materialentfernung
und ohne Verformung des Außenquerschnitts
des Rohrs herstellen zu können,
insbesondere, um das Gleiten des Rohrs in einer Führung nicht
zu hindern.
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Sie hat auch zum Ziel, die Rastkerben
ohne übermäßige Verringerung
der Wandstärke
in Höhe der
Rastkerbe und ihrer Umgebung zu erhalten, um dem Wunsch nach einer
im wesentlichen konstanten oder sogar größeren Stärke am Boden der Rastkerbe zu
entsprechen, damit eine bessere mechanische Festigkeit des Rahmens
bei starken Krafteinwirkungen auf die Rastkerben gewährleist
wird.
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Die Erfindung betrifft insbesondere,
aber nicht ausschließlich,
die Herstellung von Rastkerben in einem Kopfstützen-Stützrahmen, die üblicherweise
Durchrutschverhinderungs- oder Auswurfverhinderungs-Rastkerben genannt
werden, unter Nutzung der durch Verwendung eines Rohrs zur Herstellung des
Rahmens möglichen
Gewichtsverringerung ohne Beeinträchtigung der Festigkeit und
der Zuverlässigkeit
dieses Rahmens.
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Mit diesen Zielen hat die Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung von Rastkerben auf einem Rahmenrohr
für einen
Kraftfahrzeugsitz zum Gegenstand, insbesondere einem Kopfstützen-Rahmenrohr,
Verfahren, gemäß dem auf
dem Rohr mindestens eine Rastkerbe hergestellt wird, die mindestens eine
Verriegelungsflanke quer zur Längsrichtung
des Rohrs aufweist, die mit der Außenfläche des Rohrs einen spitzen
Winkel bildet.
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Erfindungsgemäß ist dieses Verfahren dadurch
gekennzeichnet, dass
- – das Rohr in der die zu bildende
Rastkerbe umgebenden Zone zwischen Klemmbacken gehalten wird, die
eine Einspannfläche
zylindrischer Form definieren, welche den Umfang des Rohrs umgibt,
- – ein
Stempel verwendet wird, der durch die Backen gemäß einer Arbeitsrichtung geführt wird, die
sich mit der Achse der Einspannfläche kreuzt und in Bezug auf
diese Achse um einen Arbeitswinkel geneigt ist, der zwischen etwa
15° und etwa
45° liegt,
wobei das Ende des Stempels einen Formgebungszahn für die Rastkerbe
aufweist, der eine Zahnbrust parallel zur Verriegelungsflanke der
herzustellenden Rastkerbe, eine Rückseite, die in einer in Bezug
auf die Achse des Rohrs geneigten Ebene verläuft, und eine Stirnseite besitzt,
welche die Zahnbrust mit der Rückseite
verbindet, wobei die Grenzfläche
zwischen der Zahnbrust und der Stirnseite eine Angriffskante bildet,
- – und
auf den Stempel eine Eindrückkraft
ausgeübt
wird, die in der Lage ist, den Zahn in die Wand des Rohrs gemäß der Arbeitsrichtung
eindringen zu lassen, bis die Angriffskante in das Rohr über eine
Strecke eingedrungen ist, die gleich der Tiefe der herzustellenden
Rastkerbe ist.
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Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens
und insbesondere aufgrund der Neigung der Verschieberichtung des
Stempels in Bezug auf die Achse des Rohrs kann so eine gewünschte Rastkerbe
im Rohr hergestellt werden, d. h. eine Rastkerbe, die einen ausreichend
spitzen Winkel mit der Außenfläche des
Rohrs bildet, und dies auf einfache und schnelle Weise in einem
einzigen Tiefziehvorgang.
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Allgemein wirkt bei der Benutzung
der Kopfstütze
die steile Flanke des Rohrs mit dem Riegel zusammen, um eine zuverlässige Verriegelung
der Kopfstütze
zu gewährleisten,
und zu diesem Zweck beträgt
die Neigung dieser steilen Flanke in Bezug auf die Achse der Kopfstützenstange
etwa 90°,
d. h. zum Beispiel zwischen 80 und 100°. Um die Verriegelung noch zuverlässiger zu
gestalten, kann diese Flanke aber sogar mit der Mantellinie der
Stange, auf der die Rastkerbe hergestellt wird, einen spitzen Winkel
bilden, zum Beispiel bis zu 70° oder
sogar noch weniger. Ein solcher spitzer Winkel, der mit den bekannten
Verfahren schwierig herzustellen wäre, kann dagegen durch das
erfindungsgemäße Verfahren
auf einfache Weise hergestellt werden.
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Der Arbeitswinkel zwischen 15 und
45°, und vorzugsweise
zwischen 30° und
40°, bewirkt,
dass das Eindringen des Werkzeugs in das Metall des Rohrs gemäß einer
ausreichend geneigten Richtung erfolgt, damit keine oder zumindest
nur eine praktische vernachlässigbare
Quetschkraft im Vergleich mit der Quetschkraft auf das Rohr ausgeübt wird,
die entstehen würde,
wenn das Eindrücken
in einer Richtung senkrecht zur Achse des Rohrs erfolgen würde. Beim
Eindringen der Angriffskante in das Metall des Rohrs wird dieses
Metall ins Innere des Rohrs zurückgedrückt, aber
da der Druck in einer Richtung relativ nahe der axialen Richtung
des Rohrs erfolgt, ist die Wirkung des Zurückdrückens nach innen relativ geringer
als die Wirkung des Zurückschiebens
des Metalls in axialer Richtung, die durch die Zahnbrust des Stempels
erzeugt wird.
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In diesem Zusammenhang wird auf die
Bedeutung des Einspannens des Rohrs um das ganze Rohr herum hingewiesen,
nicht nur, um offensichtlich eine axiale Verschiebung unter der
Wirkung der Tiefziehkraft zu vermeiden, sondern auch, um eine Dehnungsverformung
des Rohrs um die tiefgezogene Zone herum zu verhindern.
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Die Angriffskante ist in dem Maße geradlinig, in
dem die Zahnbrust und die Stirnseite selbst eben sind, um eine Verriegelungsflanke
und einen Rastkerbenboden zu bilden, die selbst eben sind. Man könnte aber
auch vorsehen, in gleicher Weise nicht ebene Flanken und Böden herzustellen, indem
die Form der Zahnbrust und der Stirnseite des Stempels an die für die Flanken
der Rastkerbe gewünschten Formen
angepasst werden.
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Es ist hier auch anzumerken, dass
vorzugsweise die Angriffskante aus einer Rundung mit einem Radius
von weniger als 0,8 mm, noch bevorzugter in der Größenordnung
von 0,2 mm besteht. Diese Rundung bewirkt, dass die Angriffskante
das tiefgezogene Metall nicht abschert, sondern im Gegenteil dazu tendiert,
es unter die Stirnseite zurückzudrängen, wobei
die Rundung in gewisser Weise im Laufe des Vorwärtsrückens des Werkzeugs auf der
verformten Zone gleitet.
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Die Neigung der Rückseite in Bezug auf die Arbeitsrichtung
liegt vorzugsweise zwischen 0° und dem
Arbeitswinkel, und noch vorzugsweise in der Größenordnung von 20°. Der Wert
dieses Winkels hat zwei Wirkungen. Zum einen bestimmt er die Neigung
der Flanke der Rastkerbe entgegengesetzt zur steilen Flanke, und
muss folglich die aus dem Verriegelungssystem resultierenden Beanspruchungen
berücksichtigen,
um die Verschiebung der Kopfstütze
in der erlaubten Richtung nicht zu beeinträchtigen, wie dies oben bereits
gesagt wurde. Zum anderen beeinflusst die Neigung der Rückseite
den Tiefziehvorgang selbst. In Abhängigkeit von dieser Neigung
in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Stempels hat nämlich die
Rückseite
des Stempelzahns eine direkte, mehr oder weniger ausgeprägte Tiefziehwirkung. Wenn
zum Beispiel der Neigungswinkel 0° ist,
wird die Rückseite
des Zahns einfach geführt,
indem sie gegen den geformten geneigten Flankenabschnitt gleitet,
ohne eine spezifische Verformung zu bewirken. Wenn dagegen der Neigungswinkel
relativ groß ist,
und insbesondere, wenn er sich dem Arbeitswinkel annähert, wirkt
die Rückseite
einerseits direkt an der Verformung des Metalls mit, indem sie den Wandabschnitt
des Rohrs, der die geneigte Flanke der Rastkerbe bilden wird, zurückdrückt, und
hat andererseits durch die daraus resul tierende, reaktive Kraft
die Neigung, den Stempel nach vorne zu schieben, d. h. in Vorschubrichtung
des Stempels.
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Es ist die Kombination der Wirkungen
dieser verschiedenen Winkel, die schließlich dazu führt, dass
die Rastkerbe ohne Quetschen des Rohrs um die Rastkerbe herum geformt
werden kann, und somit unter Ausbildung eines spitzestmöglichen
Winkels zwischen der Verriegelungsflanke und der zylindrischen Wand
des Rohrs.
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Die Stirnseite des Werkzeugs ist
vorzugsweise eben und im wesentlichen parallel zur Achse der Einspannfläche, um
einen Rastkerbenboden zu bilden, der im wesentlichen parallel zur
Rohrachse liegt. Man kann aber auch, wenn nötig, diese Seite mit einer
bestimmten Neigung in Bezug auf die Achse des Rohrs herstellen.
Im Grenzfall könnte
die Stirnseite praktisch unterdrückt
werden, oder in gewisser Weise mit der Rückseite zusammenfallen, um
dann eine Rastkerbe mit dreieckigem Profil zu bilden.
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Gemäß einer besonderen Maßnahme der Erfindung
werden zur Herstellung einer Rastkerbe mit zwei spitzwinkligen Flanken
die Formvorgänge der
Rastkerbe wiederholt, indem man den Arbeitswinkel symmetrisch in
Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Achse des Rohrs umkehrt, damit
die Stirnseite des Zahns beim zweiten Vorgang in Höhe des Bodens
der von der Stirnseite beim ersten Formvorgang gebildeten Rastkerbe
ankommt.
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Wenn die Stirnseite des Zahns in
Bezug auf die Länge
der Rastkerbe klein ist, kann nach den beiden vorhergehenden Vorgängen in
einer Zwischenzone zwischen den beiden gebildeten Rastkerbenbereichen
eine Mittelzone übrigbleiben,
die unzureichend tiefgezogen ist. Man kann dann die Formgebung des
Bodens der Rastkerbe durch einen Stempel vervollständigen,
der senkrecht zur Achse des Rohrs bewegt wird und dessen Endseite
gemäß der gewünschten
Form des Rastkerbenbodens ausgebildet ist.
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Um auf dem Rohr mehrere Rastkerben
herzustellen, kann man einen einzigen Satz von Klemmbacken und Stempel
verwenden und die Rastkerben nacheinander herstellen, indem das
Rohr in Bezug auf die Klemmbacken von einer Stellung zur anderen zum
Beispiel mit Hilfe eines automatischen Positionierers verschoben
wird. Man kann auch auf dem Rohr gleichzeitig mehrere Rastkerben
herstellen, indem man eine mit mehreren Stempeln ausgestattete Maschine
verwendet.
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Die Erfindung hat auch ein Rahmenrohr
für einen
Kraftfahrzeugsitz zum Gegenstand, insbesondere ein Rahmenrohr für eine Kopfstütze, dadurch gekennzeichnet,
dass es mit spitzwinkligen Rastkerben versehen ist, die durch das
oben erwähnte
Verfahren ohne Entfernung von Material und ohne Verformung des Außenquerschnitts
des Rohrs erhalten werden.
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Die Erfindung hat weiter eine Vorrichtung
zur Rastkerbenbildung auf einem Rahmenrohr für einen Kraftfahrzeugsitz,
insbesondere einem Rahmenrohr für
eine Kopfstütze,
zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:
- – Klemmbacken,
die eine zylindrische Einspannfläche
definieren, welche den Umfang des Rohrs umgibt, um das Rohr in der
die zu bildende Rastkerbe umgebenden Zone einzuspannen,
- – einen
durch die Backen hindurch gemäß einer Arbeitsrichtung
geführten
Stempel, wobei die Arbeitsrichtung die Achse der Einspannfläche kreuzt und
in Bezug auf diese Achse um einen vorbestimmten Arbeitswinkel geneigt
ist, der zwischen 15° und
45° liegt,
wobei das Ende des Stempels einen Zahn zur Formung der Rastkerbe
aufweist, der eine Zahnbrust parallel zur Verriegelungsflanke der
herzustellenden Rastkerbe, eine Rückseite, die sich in einer
in Bezug auf die Achse der Einspannfläche geneigten Ebene erstreckt,
und eine Stirnseite aufweist, die die Zahnbrust mit der Rückseite
verbindet, wobei die Grenzfläche
zwischen der Zahnbrust und der Stirnseite eine Angriffskante bildet,
- – Steuermittel,
um auf den Stempel eine Eindrückkraft
auszuüben,
die in der Lage ist, den Zahn in Arbeitsrichtung in die Wand des
Rohrs eindringen zu lassen.
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Gemäß weiterer Besonderheiten:
- – bildet
die Zahnbrust des Zahns des Stempels mit der Achse der Einspannfläche einen
Winkel zwischen 70 und 100°;
- – bildet
die Rückseite
des Zahns des Stempels mit der Achse der Einspannfläche einen
Winkel zwischen 10° und
dem Wert des Arbeitswinkels;
- – weisen
die Klemmbacken eine ortsfeste Auflagebacke und eine senkrecht zur
Achse des Rohrs bewegliche Klemmbacke auf, die von einem Einspannzylinder
gesteuert wird;
- – wird
eine der Backen aus zwei aneinandergrenzenden Teilen hergestellt
und weist ein Führungsloch
für den
Stempel auf, das durch die Kombination von zwei Rillen gebildet
wird, die je in den beiden Teilen der Backe in Höhe der Verbindungsebene zwischen
den beiden Teilen ausgebildet sind. Diese Ausführungsform ermöglicht es,
ein Führungsloch
mit zum Beispiel rechteckigem Querschnitt zu erzeugen, um gleitend
einen Endbereich des Stempels mit gleichem rechteckigem Querschnitt
aufzunehmen, was es ermöglicht,
das Werkzeug und die Klemmbacke einfach herzustellen und jedes Schwenken
des Stempels um seine Achse zu vermeiden;
- – wird
der Formgebungszahn in Bezug auf eine Endseite des Stempels vorstehend
hergestellt, wobei die Endseite das Rohr am Ende des Tiefziehvorgangs
des Stempels tangiert. Die Endfläche
kann auch eine der Außenfläche des
Rohrs entsprechende Hohlfläche
aufwei sen, um das Rohr am Ende der Formung der Rastkerbe um die Rastkerbe
herum zu umgeben, um die möglichen örtlichen
Aufdehnungen zurückzuschieben,
die nach dem Tiefziehen möglicherweise
aufgetreten sind, um sicherzugehen, dass schließlich der Querschnitt des Rohrs
in keiner Zone vergrößert ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung einer Vorrichtung und eines Verfahrens
zur Rastkerbenbildung auf einem Rahmenrohr einer Kopfstütze gemäß der Erfindung
hervor.
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Es wird Bezug genommen auf die beiliegenden
Zeichnungen, in denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellten, rohrförmigen
Kopfstützenrahmens
ist,
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2 ein
Wirkbild des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung einer Rastkerbe eines solchen Rahmens ist;
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3 ein
weiteres Wirkbild ist, das die Herstellung einer Rastkerbe mit zwei
gegenüberliegenden
Flanken senkrecht zur Achse des Rohrs ist,
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4 eine
vereinfachte Ansicht einer erfindungsgemäßen Maschine zur Herstellung
von Rastkerben auf einem rohrförmigen
Rahmen ist;
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5 ein
Längsschnitt
des Tiefzieh-Stempels ist,
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6 eine
Vorderansicht des Stempels gemäß dem Pfeil
F1 der 5 ist;
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7 eine
Ansicht des Endes des Stempels gemäß dem Pfeil F2 in 5 ist;
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8 eine
perspektivische Teilansicht des Endes des Stempels ist;
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9 eine
perspektivische Ansicht der Klemmbacken des Rohrs ist;
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10 eine
Stirnansicht der das Rohr umspannenden Klemmbacken während des
Tiefziehvorgangs ist.
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Der in 1 dargestellte
Kopfstützenrahmen 1 wird
von einem Stahlrohr, zum Beispiel vom Typ E36 gebildet, das eine
Reißfestigkeit
von 400 MPa und eine Längung
von 22% aufweist und einen Durchmesser von 14 mm und eine Stärke von
2 mm hat. Das Rohr ist U-förmig
gebogen und hat zwei Schenkel 11, welche die Halte- und
Führungsstangen
der Kopfstütze
bilden, die in an sich bekannter Weise in fest mit der Rückenlehne
eines Kraftfahrzeugsitzes verbundenen Führungen gleitend angeordnet
und verriegelbar sind. Jede Stange besitzt Rastkerben 12,
die eine steile obere Flanke 13, die sich im wesentlichen
in einer Ebene senkrecht zur Achse der Stange befindet, einen Boden 14,
im wesentlichen eben und parallel zur Achse, und eine in Bezug auf
die Achse gering geneigte unter Flanke 15 aufweisen.
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Auf einem der Schenkel ist ebenfalls
eine Rastkerbe 16 gleicher Richtung, aber auf der diametral
entgegengesetzten Seite des Rohrs, sowie eine untere Rastkerbe 17 dargestellt,
die in Bezug auf die anderen Rastkerben umgedreht ist. Die Anordnung der
Rastkerben der 1 ist
nur als darstellendes und keineswegs einschränkend zu verstehendes Beispiel
angegeben.
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2 zeigt
schematisch die Herstellung einer Rastkerbe, wie zum Beispiel der
Rastkerbe 12, durch einen Stempel 2, der in Richtung
seiner Achse B beweglich ist, die in Bezug auf die Achse des Rohrs um
einen Arbeitswinkel α1
von zum Beispiel 35° geneigt
ist, und dessen Ende einen Zahn 21 bildet, der aufweist:
- – eine
Zahnbrust 22, die sich in einer Ebene befindet, die einen
Winkel α2
zwischen 70° und
100°, zum
Beispiel von 90° im
dargestellten Beispiel, in Bezug auf die Achse A des Rohrs 1 bildet;
- – eine
Stirnseite 23, im wesentlichen parallel zur Achse A;
- – eine
Rückseite 24,
die in Bezug auf die Achse B um einen Winkel α3 geneigt ist, der zwischen
0° und dem
Wert des Winkels α1
liegt.
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Die Rastkerbe 12 wird hergestellt,
indem der Stempel 2, zum Beispiel mittels eines Hubzylinders, in
Richtung des Pfeils F gedrückt
wird, bis die von der Grenzfläche
der Zahnbrust 22 und der Stirnfläche 23 gebildete Kante 25 in
das Rohr über
eine radiale Strecke gleich der gewünschten Tiefe der Rastkerbe eingedrungen
ist. Diese Kante wird mit einem Radius von weniger als 0,8 mm, vorzugsweise
gleich 0,2 mm, gebogen ausgebildet.
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Bei der Vorwärtsbewegung des Stempels dringt
die Kante 25 in das Metall der Rohrwand gemäß der Richtung
des Pfeils F ein, wobei die Zahnbrust 22 progressiv das
Metall vor sich her schiebt, um am Streckenende die steile Flanke 13 zu
bilden und gleichzeitig das Fließen des Metalls zur Stirnfläche 23 zu
erlauben, die am Streckenende den Boden 14 der Rastkerbe
bildet. Gleichzeitig wird die geneigte Flanke 15 von der
Rückseite 24 des
Zahns in Form gebracht.
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Im in 3 dargestellten
Fall wird die Rastkerbe 18 mit zwei steilen Flanken in
zwei aufeinanderfolgenden Vorgängen
geformt, von denen der erste durch die gestrichelte Zeichnung 31 des
Werkzeugs dargestellt wird, das in Bezug auf die Achse des Rohrs
um den Winkel α1
geneigt ist, um die erste Flanke 18' zu bilden, und der zweite durch
die durchgezogene Zeichnung 32 des Werkzeugs dargestellt wird,
das symmetrisch in Bezug auf eine zum Rohr senkrechte Ebene geneigt
ist, um die zweite Flanke 18'' zu bilden.
Um den Boden der Rastkerbe fertigzustellen, kann ein dritter Tiefziehvorgang
von einem Werkzeug 33 durchgeführt werden, das senkrecht zum
Rohr bewegt wird.
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Die in 4 dargestellte
Maschine weist ein Gestel 140 auf, das einen Eindrückkopf 41 und
eine senkrecht in Bezug auf das Gestell 40 bewegliche Einspanneinheit
aufweist, die von einem Einspannzylinder 43 gesteuert wird.
Das Gestell 40 trägt
ortsfeste Klemmbacken 52, wie die in den 9 und 10 dargestellten
Backen, die nachfolgend beschrieben werden. Die bewegliche Einspanneinheit
trägt bewegliche
Klemmbacken 51. Der Eindrückkopf enthält einen Stempel 6,
der von einem Hubzylinder 42 axial geführt und gesteuert wird. Ein
Ende des Stempels verläuft
durch die Klemmbacke 52, in der es in der Arbeitsrichtung
F gleitend geführt
und in Drehrichtung blockiert wird.
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Der in der Maschine der 4 verwendete Stempel 6 ist
in den 5 bis 8 dargestellt. Er besitzt einen
Körper 61,
von dem ein Ende 62 in an sich bekannter Art ausgebildet
ist, um mit dem Hubzylinder 42 verbunden zu werden. Zum
anderen Ende hin weist der Körper
einen Führungsabschnitt 63 mit rechteckigem
Querschnitt auf, der in einer Endseite 64 endet, die um
einen Arbeitswinkel α1
= 35° in
Bezug auf die Achse B des Stempels geneigt ist. Der Zahn 21 zur
Formung der Rastkerbe steht in Bezug auf die Seite 64 vor
und erstreckt sich über
die ganze Breite dieser Seite, zum Beispiel 11 mm, wobei diese Breite
außerdem
so festgelegt wird, dass sie der Breite der fertigen Rastkerbe entspricht.
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Die in 9 in
zur Darstellung der 4 umgekehrter
Stellung dargestellten Klemmbacken weisen eine bewegliche Backe 51 und
eine ortsfeste Backe 52 auf, die aus zwei Teilen 52a und 52b besteht, die
durch eine Verbindungsebene 55 getrennt sind. Die bewegliche
Backe 51 ist an der beweglichen Einspanneinheit und die
ortsfeste Backe 52 ist am Gestell 40 der Maschine
befestigt.
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Die Backe 51 weist eine
halbzylindrische Hohlform 53 auf, und jeder Teil der ortsfesten
Backe 52 weist eine viertelzylindrische Hohlform 54 auf,
so dass, wenn die beiden Teile der Backe 52 aneinandergrenzend
in Höhe
der Verbindungsebene 55 zusammengesetzt sind und die bewegliche
Backe vor die Einheit aus den beiden Teilen der ortsfesten Backe
gebracht wird, die Flächen
der Hohlformen 53 und 54 eine zylindrische Fläche mit
dem gleichen Querschnitt wie das Rohr 1 bilden und in der
Lage sind, das Rohr unter der Einwirkung des Einspannzylinders 43 energisch
einzuspannen, um es während der
Ausbildung der Rastkerben vollständig
zu blockieren.
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Der rechteckige Querschnitt des Stempels wird
in einem Loch mit entsprechendem Querschnitt geführt, das durch die Kombination
von zwei Rillen 56 gebildet wird, die in den beiden Teilen
der ortsfesten Backe 52 ausgebildet sind, wobei der rechteckige Querschnitt
jede Gefahr des Schwenkens des Stempels um seine Achse verhindert.
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Die Verwendung der Maschine zur Herstellung
einer Rastkerbe leitet sich einfach aus den obigen Ausführungen
ab. Wenn die bewegliche Backe 51 vom Zylinder 43 angehoben
wird, genügt
es, das Rohr 1 in der Hohlform der unteren Backe zu positionieren.
Dann spannt man das Rohr ein, indem man den Einspannzylinder 43 betätigt. Dann
steuert man den auf den Stempel einwirkenden Zylinder 42,
um den Zahn des Stempels in die Wand des Rohrs bis in die gewünschte Tiefe
eindringen zu lassen, die im allgemeinen durch die Höhe des Zahns
definiert wird, was also einem Führen
der Endfläche 64 des
Stempels in eine tangierende Berührung
mit dem Rohr entspricht. Man steuert dann das Zurückziehen
des Stempels und dann das Auseinanderspreizen der Backen, und dann
kann man das Rohr verschieben, um eine weitere Rastkerbe herzustellen
oder ein anderes Rohr einzusetzen.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben
nur als Beispiel beschriebene Ausführungsform beschränkt.
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Im dargestellten Beispiel ist die
Endseite 64 eben, was die Herstellung des aktiven Endes
des Stempels erleichtert. Man kann diese Fläche auch konkav gestalten,
um sie so gut wie möglich
an die Außenfläche des
Rohrs anzupassen, wie dies bereits erklärt wurde.
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Auch die Formen und Abmessungen des
geführten
Endes des Stempels und des Zahns können verändert werden, um sie den Abmessungen
und Materialien des Rohrs anzupassen, ohne den Rahmen der Erfindung,
wie sie in den Ansprüchen
definiert wird, zu verlassen.