DE77141C

DE77141C - Verfahren und Vorrichtung zum Lochen und Auftreiben von Metallstücken

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Publication number: DE77141C
Application number: DENDAT77141D
Authority: DE
Original assignee: Dr. G. WALZ in Heidelberg, Leopoldstr. 41
Anticipated expiration: 1911-11-11

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das in folgendem näher beschriebene Verfahren bezieht sich auf das Lochen und Auftreiben von Metallblöcken unter hydraulischer Presse, Hammer' oder dergleichen vermittelst eines Druckstempels und eines Dornes, über welchen letzteren das Material hinübergeschoben wird, oder bei welchem der Dorn in einen Metallblock eingetrieben wird.

Man hat seit langer Zeit Blöcke unter dem Hammer, den hydraulischen Pressen oder dergleichen gelocht. Zu dem Zwecke stellte man die Blöcke entweder auf eine Platte, welche rechtwinklig zur Richtung des lochenden Dornes stand, und trieb den 'Dorn durch, oder man stellte das Werkstück in eine Matrize, in der es etwas Luft hatte, wobei die Matrize nach dem Durchtreiben des Dornes vom Werkstück ganz oder zum Theil ausgefüllt wurde.

Bei vorliegendem Verfahren wird ein Metallblock in eine Matrize eingesetzt, in welche er möglichst genau pafst. Am Ende der Matrize ist der zum Lochen bestimmte Dorn fest aufgestellt und das Werkstück wird durch einen Druckstempel aus der Matrize über den Dorn geprefst. Da das zu lochende massive Werkstück die Matrize ganz ausfüllen kann, so kann der Druck des Stempels ein beliebiger sein, vorausgesetzt, dafs der Dorn denselben aushält. Unter dem Einflufs dieses starken Druckes schmiegt sich bei weicheren Materialien das Werkstück genau der Form der Matrize an, ehe es sich über den Dorn bewegt. Da die Matrize eine vollkommene Stützung gegen Stauchen und Verbiegen bildet, so können verhältnifsmäfsig dünne Stücke gelocht werden. Man kann den Procefs auch in der Weise umkehren, dafs man das Werkstück gegen einen feststehenden Stempel legt und einen Dorn beweglich anordnet. Beim Eintreiben des Dornes in das Werkstück geht dann die Matrize mit dem Dorn voran und stützt auf diese Weise das Werkstück, soweit es noch nicht gelocht ist. "■

Wollte man vermittelst hydraulischer Presse in einem Druck aus einem kurzen massiven Werkstück ein langes rohrförmiges, dünnwandiges Werkstück erzeugen, so müfste der Druck .so enorm hoch sein, dafs Dorn und Matrize sehr bald verschlissen sein würden, falls sie überhaupt den Druck aushielten. Es ist daher, nach vorliegendem Verfahren eine starke Streckung des Werkstückes beim Lochen oder Auftreiben dadurch vermieden, dafs man an der Stelle, welche der Dornspitze gegenüberliegt, an der Matrize eine konische oder eine erweiterte Stelle anbringt, welche dem Material gestattet, sich beim Lochen von der Achse zu entfernen und einen gröfseren Durchmesser anzunehmen. Auf diese Weise kann man mit einem kleinen Theil des Druckes ein Werkstück lochen, gegenüber dem hohen Druck, der nöthig sein würde, falls man unter Beibehaltung des gleichen äufseren Durchmessers das Werkstück lochen oder auftreiben würde.

Gerade dadurch, dafs man dem Werkstück,, nach dem vorliegenden Verfahren, gestattet, dem Dorn seitlich auszuweichen, macht man ein Lochen auf der hydraulischen Presse erst möglich. Anstatt dafs man der Matrize an der anderen, dem Dorn gegenüberliegenden Seite eine Erweiterung giebt, kann man die führende Matrize auch so kurz halten, dafs sie

nur bis an die Dornspitze reicht und von da ab das Material freiläfst, sich zu bewegen, wie es unter dem Einflufs des Druckes in der Matrize und behufs Ausweichens vor dem lochenden oder aufweitenden Dorn sich bewegen will.

Auf diese Weise ist es auch möglich, ein Werkstück mit kleinem Loch aufzutreiben, d. h. auf einen gröfseren inneren und äufseren Durchmesser zu bringen. Im allgemeinen ist dieses Auftreiben von schon rohrförmigen Körpern noch leichter als das Lochen von massiven Metallstücken, wobei dieselbe Vorrichtung gebraucht werden kann. Es ist daher in den Figuren nur das Lochen von massiven Metallstücken veranschaulicht.

Fig. ι bis 3 veranschaulichen dieses Loch- und Auftreibeverfahren.

In Fig. ι bezeichnet a die Matrize, welche durch Zugstangen b b mit der Traverse c fest verbunden ist. Dorn d ist in dieser Traverse fest gelagert, e ist der durch hydraulischen Druck oder andere Mittel bewegte Stempel, wä'hrend/das Werkstück darstellt. Eine durch die Zugstangen b geführte Traverse g hält den Dorn in seiner Mittelstellung beim Anfang des Lochens. Während Fig. ι die Führung des Stempels und der Traverse vor dem Anfang des Lochens darstellt, zeigt Fig. 2 den Moment, in welchem der Stempel e bis dicht an die Spitze des Domes d vorgedrungen ist und hierbei das Werkstück bis auf sein letztes Ende über den Dorn hinübergeschoben hat; enthält der Zugstempel eine punktirt angedeutete Vertiefung, so kann er unter Umständen auch das letzte Ende des Werkstückes über den Dorn pressen. Ist dagegen der Druckstempel e an seiner Druckfläche glatt, so wird er vor Beendigung der Operation zurückgezogen, ein Ring h, Fig. 6, eingeführt und das letzte Ende des Materials auf dem Druckstempel mit Hülfe dieses Ringes h über den Dorn geprefst. Für Körper, welche am Boden geschlossen bleiben sollen, fällt dieser letzte Theil der Lochoperation selbstverständlich weg.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt der Matrize a und des Werkstückes f. Das Werkstück / kann die Matrize ganz ausfüllen oder auch etwas Luft lassen. Je genauer das Werkstück/ in die Matrize geführt wird, desto exacter wird das gelochte Product. Fig. 5 zeigt eine Matrize a, bei welcher die Führung des Werkstückes durch mit der Achse des Werkstückes parallel laufende Rippen bewerkstelligt ist. Diese Rippen drücken sich, falls das Werkstück einen gröfseren Durchmesser hat wie die Matrize, in das Werkstück ein und geben eine vorzügliche Führung. Fig. 7 und 8 zeigen andere Formen der Innenfläche der Matrize zur Führung des Werkstückes. Fig. 9 und 10 zeigen die Matrize α mit rundem Loch, indessen das Werkstück f eckig oder mit Rippen versehen ist, wobei die Ecken oder Rippen zur Führung des Werkstückes dienen. Das dem Dorn anliegende Ende a¹ der Matrize α erhält praktisch eine Erweiterung (Fig. 1 bis 3). Bei der Bewegung des Werkstückes über den Dorn ist es durch diese Erweiterung möglich, das Werkstück während des Processes des AufdoYnens von aufsen mehr oder weniger stark zu comprimiren, wobei ein Zerreifsen der äufseren Metallfasern vermieden wird. . Dieser Konus wird dem durch die Auftreibung entstehenden Konus am Werkstück annähernd angepafst. Am Ende der Matrize und der konischen Erweiterung bleibt am besten zwischen Dorn und Matrize ein ringförmiger Raum, welcher dem Querschnitt des noch massiven Werkstückes annähernd entspricht. Da während des Lochens das Werkstück eine Tendenz zur Stauchung hat, so erhält man auf diese Weise am Austrittsende der Matrize eine noch genügende Compression der äufseren Metalloberfläche, um ein schädliches Reifsen der Metallfasern zu vermeiden. Obgleich diese konische Erweiterung α^l an der Matrize α nicht absolut nothwendig ist, da man auch die Matrize so kurz halten kann, dafs das Material beim Lochen seitlich Platz hat, so ist sie doch von ganz bedeutendem Vortheil, weil sie ein wirksames Miltel ist, das Werkstück genau central zu lochen, indem. an dieser Stelle der Dorn und das Werkstück dadurch ganz genau geführt werden und der Dorn sich nicht leicht seitlich drücken kann. Die Traverse c hat in der Mittellinie des Domes ein kleines Loch c¹. Nach Beendigung der Lochoperation in Fig. 3 und Zurückziehen des Stempels e wird durch c¹ eine Stange durch die Traverse geführt und der Dorn nach der Eintrittsseite herausgestofsen, wobei das Werkstück frei wird und weggenommen werden kann. Alsdann wird ein neuer Dorn eingeführt, die Traverse g in die Anfangslage (Fig. 1) zurückbewegt und der Procefs kann von neuem beginnen. Es kann der Dorn d auch nach der entgegengesetzten Seite entfernt werden, durch die Traverse c hindurch, wenn das Loch c¹ grofs genug ist. Es wäre dann während der Arbeitsperiode eine Arretirung des Domes nothwendig, ein Bolzen in die Traverse oder den Dorn einzustecken oder dergleichen.

Der Aufweitekonus a^l kann nun aufser der Führung und Compression des Werkstückes während des Processes des Aufweitens auch noch eine Formgebung herbeiführen. Fig. 11 zeigt einen Schnitt durch die Matrize ä mit der Aufweitefläche α¹, wobei das Werkstück nicht nur gelocht, sondern direct mit äufseren Zähnen versehen wird. Fig. 12 und 13 zeigen den Querschnitt des Werkstückes nach dem Austritt aus der Matrize.

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Kehrt man den in Fig. ι bis 3 gezeigten Procefs um, so erhält man Fig. 14, bei welcher der Dorn d in das Werkstück f eingedrückt wird, während der Stempel e ein Zurückweichen des Werkstückes verhindert und die Matrize a, welche sich mit dem Dorn vorbewegt, ein seitliches Ausweichen des Werkstückes f vor dem Berühren mit dem Dorn an der noch massiven Stelle unmöglich macht. Auch hierbei bewegt sich das Werkstück nur so lange in dem engeren Theil der Matrize, als es noch nicht seine hohle Endform angenommen hat. Selbstverständlich kann man, obgleich dies nicht nothwendig ist, dem Werkstück auch nach seiner Lochung noch eine Führung in der Matrize geben. Es ist dann eine Matrize nöthig, wie sie Fig. 15 zeigt. Hierbei ist hinter dem Aufweitekonus a¹ eine erweiterte cylindrische Stelle a² bei der Matrize eingeführt. Indessen ist diese Führung des schon fertigen Theiles des Werkstückes meist nicht empfehlenswerth, weil das Material bei schon geringen Ungenauigkeiten ein Bewegen des Werkstückes in der Matrize erschwert. Ist bei Fig. 14 der Procefs des Lochens beendet, so wird der Dorn d zurückgezogen, wobei das auf demselben sitzende Werkstück an die Verlängerung c der Matrize a, welche Verlängerung als Führung des Dornes dient, anstöfst und wobei dann das Werkstück f seitlich herausgenommen werden kann. Die beschriebene Vorrichtung zum Lochen kann selbstredend in beliebiger Weise horizontal oder vertical oder auf sonst beliebige Weise angeordnet werden. Sie ist fast für alle Metalle anwendbar, besonders aber für die weicheren, gut dehnbaren Metalle.

Während in Fig. 5 die Matrize mit nach innen vorspringenden Längsstreifen versehen ist, welche sich bei dem Arbeitsprocefs am äufseren Umfang des Werkstückes als Rillen zeigen, hat umgekehrt bei Fig. 5 a die Matrize eingearbeitete Vertiefungen, welche das Werkstück am äufseren Umfang mit hervortretenden verticalen Streifen versehen.

In Fig. 7 der beiliegenden Zeichnung sind in die Matrize auswechselbare verticale, zur Achse laufende Führungsleisten schwalbenschwanzförmig eingesetzt, welche in dem Arbeitsstück entsprechende Riefen hinterlassen.

Die in Fig. 8 und 8a gezeichnete Form der Matrize zeigt schraubenförmig gewundene Streifen, die direct in der Matrize durch Fräsen hergestellt sind. Mit dieser Matrize werden Werkstücke erhalten, die, wie Schraubenlinien vertieft, am äufseren Umfang Rillen zeigen, ähnlich denen bei Reibahlen.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Verfahren zum Lochen und Auftreiben von Metallstücken, darin bestehend, dafs ein massiver oder hohler Metallblock durch einen Stempel über einen Dorn geschoben oder der Dorn in einen Metallblock eingetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dafs der Metallblock vor dem Dorn seine Führung in einer Matrize erhält, welche so angeordnet ist, dafs sie das Werkstück nur bis in die Nähe der Dornspitze führt, wodurch dem Material beim Lochen seitlich Platz zur Entfernung von seiner Mittelachse, also zur ungehinderten Vergröfserung seines äufseren Durchmessers gegeben ist.

Eine Ausführungsform des im Anspruch 1. geschützten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dafs die Führungsmatrize des ungelochten Werkstückes an der dem Dornanfang gegenüberliegenden Stelle eine Erweiterung besitzt, die das Werkstück beim Aufgetriebenwerden oder Gelochtwerden führt, so viel zusammendrückt, dafs ein Aufreifsen des Materials verhindert wird und dasselbe erforderlichenfalls an der Oberfläche formt.

Eine Ausführungsform des im Anspruch 1. geschützten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dafs die Führungsmatrize des ungelochten Werkstückes nach der Seite hin, an welcher sich der Dorn befindet, eine Verlängerung aufweist, welche im Innern einen solchen Hohlquerschnitt hat, wie ihn das Werkstück beim Lochen annimmt, so dafs das gelochte oder aufgetriebene Werkstück geführt wird, jedoch ohne den schon umgestalteten Theil des Werkstückes in seinem Querschnitt zu verändern.
Eine Vorrichtung zur¹ Durchführung des in den Ansprüchen 1. bis 3. geschützten Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dafs durch Relativbewegung eines Stempels gegen eine Führungsmatrize und einen Dorn ein massives oder hohles Werkstück aus der Führungsmatrize über den Dorn geschoben wird, wobei durch den Dorn das Material des Werkstückes von seiner Achse nach aufsen gedrängt wird und so das gelochte oder aufgetriebene Werkstück einen gröfseren äufseren Durchmesser erhält, als der inneren prismatischen Stelle der führenden Matrize entspricht.

Eine Vorrichtung der durch Anspruch 4. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs der Dorn durch ein bewegliches Führungsstück, welches sich während desLochens auf dem Dorn zurückschieben läfst, geführt und centrirt wird.

Eine Vorrichtung der durch Anspruch 4. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs der Stempel oder der Dorn nach dem Lochen mit dem daransitzenden Werkstück kurz vor dem Ende des Lochens oder Auf-

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treibens zurückgezogen und ein ausgehöhltes oder rohrförmiges Druckstück eingeschoben und das letzte Ende des Werkstückes über den Dorn übergetrieben wird.
Eine Vorrichtung der durch Anspruch 4. geschützten Art, dadurch gekennzeichnet, dafs das Eintreiben des Werkstückes in die Führungsmatrize oder Verminderung der Abkühlung desselben dadurch erleichtert wird, dafs man Werkstück und Matrize sich in Linien, Ringen oder sonstigen unterbrochenen Flächen berühren läfst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.