DE657312C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Patronen- oder Geschosshuelsen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von einstückigen Patronen- oder Geschoßhülsen durch Schließen des einen Endes von Rohrstücken. Die Erfindung besteht darin, daß ein von einem nahtlos gezogenen Rohre abgeschnittenes Stück vom einen Ende aus auf einem Teil seiner Länge mittels eines Stempels aufgeweitet, dann der nicht aufgeweitete Teil des Rohrstückes in einer die Außenform der herzustellenden Hülse aufweisenden Matrize durch Hindurchdrücken einer Anzahl von im Durchmesser allmählich zunehmenden Kugeln o. dgl. oder aber durch Eintreiben eines Domes mit im Durchmesser allmählich zunehmenden Wulsten unter Aufweiten auf den Innendurchmesser des aufgeweiteten Rohrteiles gestreckt und schließlich der zuerst aufgeweitete Rohrteil zum geschlossenen Hülsenboden mit Zündglockenlager gestaucht wird, wobei dem Werkstück durch Relativdrehung zwischen ihm und der Stauchmatrize erzeugte Reibungswärme zugeführt wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens gelingt die Herstellung von einstückigen Geschoßhülsen auf billigem und einfachem Wege, und zwar auch aus weniger streckbarem Werkstoff, ohne daß es wie bei bisherigen Verfahren nötig ist, den Formling während seiner Bearbeitung Zwischenglühungen zu unterwerfen, die die Herstellung naturgemäß verteuern. Mittels der durch die Relativdrehung zwischen Werkstück und Stauchmatrize erzeugten, dem Rohrende zugeführten Reibungswärme gelingt es, einen homogenen Boden mit Zündglockenlager zu erhalten, was für den Gebrauchswert und die Lebensdauer der Geschoßhülse von großer Bedeutung ist.

An sich ist es bekannt, offene Rohrstücke am einen Ende durch Drücken oder Stauchen des einen Endes zu schließen, z. B. bei der Herstellung von Vorwerkstücken für Tellerventile aus dickwandigen Rohren oder von kappenartigen Schraubenmuttern. Beim Schließen durch Drücken hat man dem Werkstück durch Relativdrehung zwischen Werkstück und Drückwerkzeug auch schon Reibungswärme zugeführt. Diese Verfahren geben aber keine Lehre für die Herstellung so schwierig geformter Körper, wie es Patronen- oder Geschoßhülsen sind, bei denen es sich um sehr schwache Wandstärken handelt und der äußerst kräftig zu haltende Hülsenboden· noch ein Zündglockenlager o. dgl. aufweist. Patronenhülsen bildete man bisher aus zwei Teilen, einem Bodenstück und einem Hülsenstück, die miteinander nachträglich durch Einrollen o. dgl. verbunden wurden, oder man ging von einer Blechscheibe oder einem Blöckchen aus, bildete daraus ein Näpfchen, dessen Wandung alsdann ausgezogen wurde. Diesen Verfahren ist das neue Verfahren überlegen.

Gegenstand der Erfindung sind auch Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens, und zwar eine solche zum Aufweiten und Strecken des Rohrstückes und eine solche zur Herstellung des Hülsenbodens mit Zündglockenlager.

Die Aufweit- und Streckvorrichtung be-

steht aus einem Aufweitedorn auf der einen und einem Abstützdorn auf der anderen Seite der die Außenform der herzustellenden Hülse aufweisenden Matrize sowie einer Vorrichtung zur Zuführung der Aufweitkugeln vor den Aufweitedorn, die an der der Matrize zugekehrten Stirnseite mit einer Fassung für das Werkstück versehen ist. _:

Die Vorrichtung zur Herstellung des Hülsenbodens mit Zündglockenlager besteht aus einer feststehenden Stauchmatrize und einer nach dieser hin beweglichen Matrize mit je einem ein Werkstückende; aufnehmenden Futter, einem in Drehung versetzbaren Matrizenring auf der Stirnseite der Stauchmatrize und in beiden Matrizen axial beweglichen Stempeln, von denen der in der beweglichen Matrize bewegliche Stempel die Innenseite des Hülsenbodens formt und der in der Stauchmatrize bewegliche Stempel das zuerst aufgeweitete Rohrstückende zum geschlossenen Hülsenboden staucht und als Zündglockenstempel ausgebildet ist. Der Matrizenring ist auf der einen Stirnseite eines Antriebsrades befestigt, das mittels Kugellager auf dem Träger der Stauchmatrize und dem Futter sitzt. Die bewegliche Matrize kommt an dem Matrizenring mit einem Kugellager zur Anlage.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen von zwei Vorrichtungen zur Herstellung von Mauserpatronenhülsen in Schnitten dargestellt, und zwar eine Vorrichtung zum Aufweiten und Strecken des Rohrstückes (Fig. 1 bis 6) und eine Vorrichtung zur Herstellung des Hülsenbodens mit Zündglockenlager (Fig. 7 bis 12). Diese zeigen auch die in den einzelnen Stufen des Verfahrens sich ändernden Formen des Werkstückes selbst.

Fig. 9a zeigt eine Zwischenform des Werkstückes, und
Fig. 13 zeigt die fertige Patronenhülse.

A. Die Vorrichtung zum Aufweiten und Strecken des Rohrstückes gemäß Fig. 1 bis 6. Die erste Stufe des Verfahrens besteht in der Umbildung des rohrförmigen Ausgangs-Stückes in die Zwischenform nach Fig. 6. Diese Zwischenform besitzt einen zylindrischen Teil 14, der im Laufe einer späteren Stufe gestaucht wird, um den Hülsenboden mit dem Zündglockenlager der Patrone zu bilden, und einen Teil 15, der bereits genau die Wandung und Wandstärke der herzustellenden Patronenhülse aufweist.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen-die einzelnen Umwandlungsformen, die das Rohrstück vom Anfangszustand (Fig. 1) bis zum Endzustand (Fig. 6) zu durchlaufen hat, und die zugehörigen Stellungen der einzelnen Teile der Vorrichtung.

Die Vorrichtung ist eine mechanische Presse. Sie besteht im wesentlichen aus einem Stempelträger 2 mit dem Aufweitdorn 1, einem Führungskörper 3, einer Matrize 4 und einem Stempel 5 mit einem Abstützdorn 13.

Der Aufweitdorn 1 weist zwei zylindrische Teile auf. Der vordere Teil i^ö mit kleinerem Durchmesser entspricht dem inneren Durchmesser des Ausgangsrohrstückes 16 (Fig. 1), der hintere Teil mit größerem Durchmesser dem inneren Durchmesser der fertigen Patronenhülse. In der Stirnseite des Auf weitdorns 1 befindet sich eine Aushöhlung 6. Fig. ι und 2 zeigen den Stempel in seiner rückwärtigen Endstellung links. Fig. 3 zeigt ihn am Ende der Vorwärtsbewegung nach rechts. . :

Die Führung 3 besitzt eine zylindrische Bohrung 7 zur Führung des dickeren Teiles des Dorns 1 .«-Diese Bohrung 7 vergrößert sich nach dem Dorn hin bei 8, um den Dornbund aufnehmen zu können. Sie vergrößert sich auch nach der anderen Seite zu einer Fassung 9 mit einem Durchmesser, der ein wenig größer als der größte Durchmesser der Bohrung der Matrize 4 ist. Das Führungsstück 3 enthält außerdem ein zylindrisches Loch 10, dessen Achse etwa senkrecht zur Bohrung 7 steht, und ist an der Presse ortsfest angeordnet.

Die Matrize 4 besitzt eine schwach kegelige Bohrung 11, deren größter Durchmesser nach der Führung 3 hin liegt. Diese Bohrung besitzt die Außenform der herzustellenden Patronenhülse und verläuft zylindrisch bis zu ihrem äußeren rechten Ende. Sie ist verschiebbar, um die beiden Endstellungen gemaß Fig. i, in der sie festgehalten werden kann, und gemäß Fig. 2, 3 und 6 einzunehmen.

Der Stempel S besteht aus einem durchbohrten Körper 12, der nach der Matrize hin einen schlanken hohlzylindrischen Abstützdorn 13 aufweist. Der äußere Durchmesser des Abstützdorns 13 entspricht dem äußeren Durchmesser, der innere Durchmesser dem inneren Durchmesser des Ausgangswerk-Stückes. Wie die Matrize 4, so kann auch der Abstützdorn 5 verschoben werden, um die Endstellungen nach Fig. 1 und 2 einzunehmen.

Die Arbeitsweise ist die folgende.

Der gesamte Arbeitsgang umfaßt bei einem Hinundhergang des Dorns 1 fünf Stufen. Das für die Herstellung gebräuchlicher Patronenhülsen (Kaliber etwa 7,5 bis 8 mm) benutzte Werkstück ist ein zylindrisches, nahtlos gezogenes Rohr von 1 mm Wandstärke. Sein äußerer Durchmesser ist einige

zehntel Millimeter schwächer als der kleinste äußere Durchmesser der herzustellenden Patronenhülse vor dem Einziehen des Halses zum Geschoßsitze. Seine Länge ist etwas größer als die der fertigen Patronenhülse.

Bei der ersten Stufe nimmt das Rohrstück 16 die Form nach Fig. 3 an. Es wird gemäß Fig. ι von rechts nach links in Richtung des Pfeiles 22 in die Matrize 4 eingesetzt. Nun wird der Abstützdorn 12, 13 in die Matrize 4 geführt, wie Fig. 2 zeigt. Bei dieser Bewegung drückt der rohrförmige Abstützdorn das Rohr 16 nach links zurück, bis dieses, in die Erweiterung 9 des Führungskörpers 3 eingedrungen, auf den Absatz zwischen den Bohrungen 7 und 9 stößt. Nun tritt der Aufweitdorn ι in Tätigkeit und nimmt am Ende seiner Vorwärtsbewegung die Lage nach Fig. 3 ein. Sein vorderer Teil i^a geringeren

ao Durchmessers ist so in das Rohrstück 16 hineingelangt, ohne diesem eine Formänderung zu erteilen. Sodann ist er in den hohlen Abstützdorn 13 des Stempels 5 hineingedrungen. Das Rohr 16 ist auf diese Weise nach rechts durch den Abstützdorn 13 festgelegt und durch den vorderen Teil i^a des Dorns zentriert. Der hintere Teil des Aufweitdorns 1 geht nun bis an die Matrize 4 vor und zwingt dabei das Rohrstück, sich in seinem Bereich 17 außerhalb der Matrize aufzuweiten. Der äußere Durchmesser des Teiles 17 wird infolgedessen gleich dem Durchmesser der Erweiterung 9 des Führungskörpers 3, d. h. um einige zehntel Millimeter größer als der größte Durchmesser der Matrize 4. Am Ende dieser Stufe bewegt sich der Aufweitdorn 1 wieder nach links, während der Abstützdorn 13 in seine rechte Ausgangsstellung gemäß Fig. 4 zurückkehrt.

Bei Beginn der zweiten Stufe gemäß Fig. 4 wird eine Stahlkugel 18 durch das Loch 10 der Führung in Pfeilrichtung 19 eingelegt, so daß sie in die Kammer 7 fällt. Diese Kugel besitzt einen Durchmesser, der um einige zehntel Millimeter größer ist als der innere Durchmesser des unaufgeweiteten Werkstückteiles 16. Der Dorn 1 zwängt die Kugel 18 durch das Innere dieses Rohrteiles 16. Das Werkstück wird dabei an der Eintrittsseite der Öffnung der Matrize 4 durch seinen aufgeweiteten Teil 17 festgehalten, und der im Inneren der Matrize liegende Teil 16 wird aufgeweitet und gegen die Matrizenwandung gepreßt. Bei Beendigung der Dornbewegung wird die Kugel 18 aus der Matrize 4 ausgeworfen, wie Fig. 5 zeigt, und zwar in Pfeilrichtung 20. Danach geht der Dorn 1 wieder nach links. Dieser Vorgang wiederholt sich als dritte, vierte und fünfte Stufe. Jeweils wird eine neue Kugel 18 etwas größeren Durchmessers durch die Öffnung 10 in die Kammer 7 eingeworfen. Die Durchmesser der bei diesen aufeinanderfolgenden Stufen benutzten Kugeln 18 wachsen von etwa ²J₁₀ zu ²/₁₀mm, so daß die Kugel für die letzte, fünfte Stufe den Innendurchmesser der herzustellenden Patronenhülse besitzt. Fig. S zeigt den Dorn 1 am Ende seiner Bewegung während der fünften Stufe. Gemäß Fig. 6 ist der Dorn wiederum in seine linke Ausgangslage zurückgekehrt, ebenso die Matrize 4 in ihre rechte Lage zurückbewegt, die dabei das Rohrstück mitnimmt. Am Ende der Matrizenbewegung wirkt der rohrförmige Abstützdorn 13 als Ausstoßer für das aus der Matrize 4 zu entfernende Rohrstück 16, 17, welches dann in Richtung des Pfeiles 21 entfernt wird. Die Matrize wird nun zurückgeführt und in ihrer linken Lage wieder festgehalten, so daß ein neuer Kreislauf der fünf Stufen 8c an einem neuen Rohrstück beginnen kann.

Eine Abänderung erlaubt, die Zahl der Stufen auf zwei zu vermindern. Sie besteht darin, die zweite, dritte, vierte und fünfte Stufe durch eine einzige zu ersetzen, indem der Aufweitdorn 1 mit mehreren Wulsten mit allmählich wachsenden Durchmessern versehen wird. Der Abstand zwischen diesen Wulsten ist dabei so bemessen, daß jeder von ihnen erst wirkt, wenn der vorangegangene seine Zieharbeit bereits beendet hat. Dieser Aufweitdorn ist relativ lang und erfordert eine Presse mit genügendem Hub. Die Matrize 4 bleibt dieselbe. Infolgedessen ist der Ziehvorgang des Stempels genau der gleiche wie bei den Kugeln.

B. Die Vorrichtung zur Bildung des Hülsenbodens mit dem Zündglockenlager gemäß Fig. 7 bis 12.

Der Formling 14, 15 (Fig. 7) muß nun an der stärkeren Seite 14 geschlossen werden, damit er die Form der Hülse nach Fig. 10 bekommt, also den Boden 23 mit Innen- und Außenflächen 24 und 25, die einschließlich des Zündglockenlagers 26 völlig fertiggestellt sind. Der Boden zeigt noch ein leichtes Übermaß auf seinem Umfang bei 27.

Die Stauchvorrichtung ist in Fig. 7 bis 12 in ihren verschiedenen Arbeitsstellungen dargestellt. Sie ist in den beiden Köpfen 28, 29 des Maschinengestelles 30 untergebracht und besteht aus zwei Matrizen.

Der Stauchmatrizenring 31 läuft um und ist eine Scheibe aus Schnellstahl von etwa 6 bis 8 mm Stärke mit einem zylindrischen .Loch 36 von gleichem Durchmesser wie der Außendurchmesser des Teiles 14 des Formlings gemäß Fig. 7. Dieser Matrizenring 31 wird mit ungefähr 1500 Umläufen in der Minute um die Hauptachse 37 durch einen Trieb gedreht, mit dem sie fest verbunden ist, beispielsweise durch ein Zahnrad 38, das von

einem nicht dargestellten Rade angetrieben wird. Der Stauchmatrizenring 31 und das Rad 38 sind auf dem Kopf 28 mittels zweier Kugellager gelagert, deren eines 39 als Stirnlager ausgebildet ist. Zur Stauchmatrize gehört auch das im Kopf 28 gelagerte Futter 33, in dem sich der zylindrische Stempel 32, ebenfalls aus Schnellstahl, führt. Die Stirnfläche 40 des Stempels 32 ist so geformt, wie es die Form des Zündglockenlagers erfordert. Der Stempel 32, 40 ist in Fig. 7 in seiner rückwärtigen Lage dargestellt und kann nach links in die Lage nach Fig. 10 bewegt werden. Die Vorwärtsbewegung wird ihm z. B. durch eine Spindelpresse, eine hydraulische oder eine andere Presse großer Kraft erteilt, um den Teil 14 des Formlings stauchen zu können, dreht sich aber nicht um seine Achse. Die Stirnfläche 41 des Futters 33 ist so gestaltet, daß die Stauchmatrize 31 auf ihm mit geringer Reibung läuft.

Das Futter 34 der sich nicht drehenden, aber verschiebbaren Matrize 43 enthält eine Bohrung 42 genau gleich der der Matrize 4 der Aufweitevorrichtung, in die der schwach . kegelige Teil 15 des Formlings genau hineinpaßt. Der Stempel 43 trägt an seiner Stirnseite ein Kugellager 44, damit sich daran in der Lage gemäß Fig. 8 bis ro der umlaufende Stauchmatrizenring 31 abstützt, wobei die Stirnfläche 45 des. Futters 34 mit geringer Reibung auf der Stirnfläche des umlaufenden Matrizenringes 31 auf ruht.

Der axial bewegliche, zylindrische Stempel 35 aus Schnellstahl ist an seinem Stirnende 46 entsprechend der Form der Hülsenbodeninnenseite ausgebildet. Auch er nimmt mehrere Stellungen ein, wie die Fig. 7 und 9 bis 12 zeigen.

Der Zwischenraum 48 zwischen den beiden Köpfen 28, 29 des Gestelles bildet eine Art Becken, das bis etwa zur Achse 37 mit öl gefüllt ist. Man erhält so ein gutes Gleiten und die Kühlung der von dem öl bespülten Teile, insbesondere des umlaufenden Matrizenringes 31. Der Erhitzung des Öles wird dadurch entgegengewirkt, daß man es im Kreislauf zu- und abführt. Eine Schutzvorrichtung ist um die sich drehenden Teile herum angeordnet, um das Abschleudern des Öles zu vermeiden, jedoch nicht auf der Zeichnung dargestellt.

Die Arbeitsweise ist die folgende.

In Fig. 7 wird der Formling 14; 15 eingeführt. Die Matrize 43 mit dem Futter 34 und der Stempel 35, 46 sind zurückgeführt, ebenso der Stempel 32. Die Matrize 43, 34 wird dann nach Einlegen des Formlings in ihre vordere Stellung nach rechts gemäß Fig. 8 bewegt. Der Stempel 35 folgt dieser Bewegung. Infolgedessen befindet sich der verdickte Teil 14 des Formlings in einem Lager eingebettet,·welches durch die Bohrung des umlaufenden Matrizenringes 31 und das Futter 33 gebildet wird, während der gezogene Teil 15 sich genau in sein Lager im Futter 34 einlegt. Der Stempel 35 setzt seinen Weg fort, tritt in den Formling ein und nimmt seine vordere Endlage an, wie Fig. 9 zeigt. Nun begibt sich der Stempel 32 nach links ebenfalls in seine vordere Stellung gemäß Fig. 10, so daß der Zwischenraum zwischen den Stirnflächen 46 und 40 der Stempel 35 und 32 genau die Form des Patronenhülsenbodens begrenzt. Die Bewegung des Stempels 32 erfolgt relativ langsam, beispielsweise in ι bis 2 Sek. Sie veranlaßt die Umbildung und Stauchung des Formlings, und zwar unter dem Einfluß des umlaufenden Matrizenringes 31 mit beträchtlicher Erwärmung durch Reibung. Der Formling verhält sich in der Zone des Ringes 31 wie bildsames Metall. Es bildet sich in dieser Zone eine Wulst, die sich nach der Mitte hin verstärkt, je mehr der Stempel 32 vorrückt. Der innere Rand dieser Wulst schließt sich endlich in der Achse .durch Verschweißung.

Währenddessen formt sich das Metall zwischen den Stirnflächen 46 und 40 der Stempel so, daß es die innere und äußere Form des Patronenhülsenbodens annimmt. Fig. 10 und 11 lassen den auf diese Weise erhaltenen Formling erkennen. Die Werkzeugteile 43, 34> 3 S werden nun nach rückwärts in die Lage nach Fig. 11 geführt, worauf der Sternpel 35 in dieser Zwischenlage festgehalten wird, während die Matrize 43, 44 ihre Rückwärtsbewegung in die Lage nach Fig. 12 fortsetzt. Dabei zieht der Stempel 35 den Formling aus dem Futter 34 heraus. Der Stempel 35 geht dann wieder weiter rückwärts in seine Ausgangsstellung. Während dieser Bewegung wird der Formling van ihm abgestreift, und die Vorrichtung steht für einen neuen Arbeitsvorgang bereit.

Man kann auch den Stauchmatrizenring 31 stillhalten und die übrigen Werkzeugteile, den Stempel und den Formling umlaufen lassen. Nun wird der Formling fertig bearbeitet. Eine Abstechbank entfernt die Grate 50, 51 und das Übermaß bei 49 (Fig. 12) und stellt den Einschnitt 52 und die Abschrägung 53 (Fig. 13) her. Alsdann wird die Einschnürung 54 zur Fassung des Geschosses'mit den üblichen Mitteln gebildet.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Patronen- oder Geschoßhülsen durch Schließen des einenEndes von Rohrstücken, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem nahtlos gezogenen Rohre abgeschnittenes

   Stück vom einen Ende aus auf einem Teil seiner Länge mittels eines Dorns (i) aufgeweitet, dann der nicht aufgeweitete Teil des Rohrstückes in einer die Außenform der herzustellenden Hülse aufweisenden Matrize (4) durch Hindurchdrücken einer Anzahl von im Durchmesser allmählich zunehmenden Kugeln (18) o. dgl. oder durch Eintreiben eines Dorns (1) mit im Durchmesser allmählich zunehmenden Wulsten unter Aufweiten auf den Innendurchmesser des aufgeweiteten Rohrteiles gestreckt und schließlich der zuerst aufgeweitete Rohrteil unter Zuführung von

   '5 durch Relativdrehung zwischen Werkstück und Stauchmatrize (31) erzeugter Reibungswärme zum geschlossenen Hülsenboden mit Zündglockenlager gestaucht wird.
2. 2. Vorrichtung zum Aufweiten und Strecken des Rohrstückes bei dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Auf weitedorn (1) auf der einen und einen Abstützdorn (13) auf der anderen Seite der die Außenform der herzustellenden Hülse aufweisenden Matrize (4) sowie eine Vorrichtung (3, 7, 10) zur Zuführung der Aufweitkugeln (18) vor den Aufweitedorn (1), die an der der Matrize (4) zugekehrten Stirnseite mit einer Fassung (9) für das Werkstück versehen ist.
3. 3. Vorrichtung zur Herstellung des Hülsenbodens mit Zündglockenlager bei dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine feststehende Stauchmatrize (28) und eine nach dieser hin axial bewegliche Matrize (43) mit je einem ein Werkstückende (15, 14) aufnehmenden Futter (34, 33), einen in Drehung versetzbaren Matrizenring (31) auf der Stirnseite der Stauchmatrize (28) und in beiden Matrizen axial bewegliche Stempel (35, 32), von denen der in der beweglichen Matrize bewegliche Stempel (35) die Innenseite des Hülsenbodens formt und der in der Stauchmatrize bewegliche Stempel (32) das bei dem Verfahren nach Anspruch 1 zuerst aufgeweitete Rohrstückende zum geschlossenen Hülsenfooden staucht und als Zündglockenstempel ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenring (31) auf der einen Stirnseite eines Antriebsrades (38) befestigt ist, das mittels Kugellager (39) auf dem Träger (28) der Stauchmatrize und dem Futter (33) sitzt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Matrize (43) an dem Matrizenring (31) mit einem Kugellager (44) zur Anlage kommt.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen