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Herstellung von Werkstücken mit dickem Innen- und dünnem Flanschteil
Die Erfindung betrifft die Anwendung von Walzmaschinen, bei denen zwei in gegenläufige
Drehbewegung versetzte Werkstücke gleichzeitig von einer zwischen ihnen hin und
her bewegten Kugel bearbeitet werden, zur Herstellung von Werkstücken, deren Innenteil
gegenüber einem flachen Randteil eine erhebliche Stärke aufweist.
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Die Erfindung hat sich aus dem Bedürfnis der Tiefziehtechnik entwickelt.
In der Tiefziehtechnik liegt nämlich öfters die Aufgabe vor, napf- oder hülsenartige
Werkstücke herzustellen, deren Boden erheblich, insbesondere um ein Vielfaches dicker
ist als die Wandung. Will man solche Werkstücke mit dem üblichen Tiefziehverfahren
herstellen, so muß eine große Anzahl von Zügen ausgeführt werden, um von der erheblichen
Dicke der Scheibe auf die dünne Wand der Hülse. herunterzukommen. Zuweilen wird
die Scheibe spanabhebend oder durch Pressen so vorbereitet, daß in--der Mitte eine
Verdickung vorhanden ist, deren Stärke dem späteren Boden . des Napfes oder der
Hülse entspricht, während der äußere Teil eine Dicke erhält, die ein bequemes Ziehen
der Hülsenwand unter Vermeidung einer übermäßigen Streckung ermöglicht.
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Die Erfindung ermöglicht die Herstellung derart vorbereiteter Scheiben
auf wirtschaftlichere Weise, als es durch spannabhebende Bearbeitung oder Pressen
möglich ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß in die
Werkstückmatrizen
der oben angegebenen bekannten Walzmaschinen je ein voller Rohblock von größerer
Höhe als der Matrizentiefe eingesetzt wird, dessen aus der Matrize herausragender
Teil unter gleichzeitiger Ausfüllung des Matrizenhohlraumes zu einem scheibenartigen
Flanschteil ausgewalzt wird. An Hand der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise
erläutert.
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Fig. i zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer Hülse, zu deren
Herstellung im Tiefziehverfahren Ausgangswerkstücke, die nach dem neuen Verfahren
erzeugt werden können, mit Vorteil zu benützen sind.
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Fig. 2 zeigt das zum Tiefziehen einer solchen Hülse mit dickem Boden
und dünner Wandung verwendete Ausgangswerkstück. An den dicken Mittelteil a schließt
sich nach außen hin ein erheblich dünnerer Flansch b an. Der dicke Teil a bleibt
beim Tiefziehen ganz oder nahezu ganz unverformt, während aus dem Flanschteil b
die Hülsenwandung hochgezogen wird.
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Fig. 3 zeigt die Art und Weise, wie Werkstücke nach Fig. 2 bisher
spapabhebend erzeugt wurden. Der stricbpunktiert umrissene und kreuzweise schraffierte
Querschnittsteil c mußte spanabhebend entfernt werden. Es ist klar, daß neben hohem
Lohnaufwand auch erheblicher Werkstoffverlust auftrat.
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Fig. 4 zeigt wesenhaft die Herstellungsweise eines solchen Ausgangsstückes
nach der Erfindung. Das Neue besteht darin, daß das Werkstück mittels durch Auswalzen
unter Verwendung von bekannten, seit Jahrzehnten benützten Walzmaschinen erzeugt
wird.
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Bei diesen Walzmaschinen werden bekanntlich die zu bearbeitenden Werkstücke
in zwei in entgegengesetztem Drehsinn umlaufende Werkstückhalter d und
e eingesetzt. Eine Walzkugel f wird durch einen Schlitten g in Durchmesserrichtung
verschoben. Die beiden Werkstückhalter d und e werden während des Walzvorganges
einander genähert. Hierdurch wird z. B. bei der Kartuschhülsenherstellung bekanntlich
ein inniges Durcharbeiten und Verfestigen des Bodenwerkstoffes und eine vollständige
Ausfüllung der durch die Werkstückhalter gegebenen Bodenform der Kartuschhülse erzielt.
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Nach der Erfindung werden nun diese Walzmaschinen dem neuen Zweck
dienstbar gemacht, Rohblöcke zu durch Tiefziehen weiterzuformenden" Vorwerkstiicken
zu gestalten. Die Werkstückhalter d und e erhalten Vertiefungen, deren
Durchmesser lt und deren Höhe i
dem dicken Mittenansatz an dem zu bildenden
Werkstück entsprechen. Die zu verformenden Rohstücke k werden in diese Vertiefungen
eingelegt. Wenn nun die Walzkugel f nach Ingangsetzen der Werkstückhalter
d und e der Walzmaschine in Durchmesserrichtung hin und her geführt
wird, so verschiebt sich der Werkstoff der Werkstücke k nach außen und bildet allmählich
den gewünschten Flansch b (Fig. 2).
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Fig. 5 zeigt wesenhaft "eine Zwischenstufe der bei der fortschreitenden
Annäherung der Werkstückhalter d und e vor sich gehenden Verformung der Rohwerkstücke
k.
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Fig. 6 zeigt die nach Beendigung des Walzvorganges kurz vor dem Auseinanderfahren
der Werkstückhalter d und e entstandene Endform der zu erzeugenden
Vorwerkstücke.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht beschränkt auf die Herstellung
von Werkstücken mit von Planflächen begrenzten Grundformen und auch nicht auf runde
Formen. Will man z. B. Tiefziehwerkstücke mit abgestufter Wandung gemäß Fig. 7 herstellen,
so kann es vorteilhaft sein, schon die Ausgangswerkstücke in einer Form zu walzen,
wie in Fig. 8 dargestellt ist. Es ist auch möglich, daß in der Technik Werkstücke
benötigt werden, die nicht gerade durch Tiefziehen o. dgl. weiterbearbeitet werden.
Es ist bekannt, daß derartige Werkstücke kleineren Durchmessers oder verhältnismäßig
großer Flanschstärke kalt oder warm gepreßt oder geschlagen werden können. Handelt
es sich aber um Werkstücke, bei denen ein dünner Flansch einen verhältnismäßig großen
Durchmesser hat gegenüber dem dicken Mittelteil, so ist eine Herstellung durch Pressen
oder Schlagen nicht mehr vorteilhaft möglich. In derartigen Fällen bietet die Erfindung
Aushilfe.
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Der Vollständigkeit halber sei noch bemerkt, daß .die Rohwerkstücke
k die Vertiefungen in den Werkstückhaltern d und e nicht genau ausfüllen
müssen. In der Regel wird die Verformung dieser Rohwerkstücke k während des Walzvorganges
eine so durchgreifende sein, daß die Form auch dann vollständig ausgefüllt wird,
wenn ursprünglich zwischen den Pohwerkstükken k und der Matrizenforrn beträchtliche
Zwis-henräume bestanden. Es ist also z. B. möglich, die Rohwerkstücke in Form eines
Mehrkantes zu verwenden, obwohl die Endform rund sein soll.
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Wenn man z. B. infolge großer Länge der tiefziehenden Hülsen oder
aus anderen Gründen dünne Flanschen von sehr großem Durchmesser und Werkstoffinhalt
benötigt, so kann es sich empfehlen, Vorwerkstücke mit dickem Flansch, wie solche
in Fig. 5 ersichtlich sind, aus dem zylindrischen Rohwerkstück kalt oder warm zu
pressen oder zu schlagen und diese bereits vorgebildeten Werkstücke alsdann nach
der Erfindung zu walzen.
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Für Werkstoffe, die sich kalt schwer oder überhaupt nicht walzen lassen,
oder Werkstückabmessungen, die durch Kaltwalzen schwierig zu erzielen sind, kann
Einbringen der Werkstücke und Verformung nach der Erfindung
auch
in entsprechend erhitztem Zustand- erfolgen.
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Bemerkt sei ferner, daß die von der Walzkugel f (Fig. 4) beeinflußte
Fläche in der Regel nicht glatt ausfällt. Diese Fläche weist vielmehr je nach Umdrehungszahl
der Werkstückhalter und Verschiebegeschwindigkeit sowie Durchmesser'der Walzkugel
f mehr oder weniger tiefe und breite Rillen auf. Wenn sich diese Rillen in besonderen
Fällen als nachteilig erweisen, so kann durch Überdrehen, Überschleifen o. dgl.
der von der Kugel bestrichenen Fläche Abhilfe geschaffen werden. In den meisten
Fällen wird dies aber nicht notwendig sein.