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Verfahren und Preßgesenk zum Verformen von nicht kreisrunden, ebenen
Blechen zu Hohlkörpern mit einseitig unterbrochenem Rand Die Erfindung bezieht sich
auf die Kalt- oder Warmverformung von ebenen Blechen mit beliebigem, aber nicht
kreisrundem Umfang m einem Preßgesenk zu Hohlkörpern mit einem einseitig unterbrochenen
Rand, wie z. B. Stirnblechen für Förderwagen. Solche Gegenstände können bisher nicht
in einem einzigen Arbeitsgang durch Pressen oder Ziehen geformt werden, weil das
Blech nicht an seinem ganzen Umfang gegen eine Arbeitskante anliegt und deshalb
infolge der ungleichmäßig verteiltem Reibung während des Stempeldruckes ausweicht.
Man hat sich in diesem Zusammenhang bisher dadurch geholfen, daß die betreffenden
Werkstücke ,entweder zu mehreren, insbesondere paarweise zusammenhängend, aus einem
gemeinsamen Blech vorgefertigt und anschließend voneinander getrennt oder einzeln
als ringsum geschlossener Hohlkörper gepreßt bzw. gezogen und dann an der einen
Seite beschnitten werden. Beide Maßnahmen erfordern jedoch zusätzliche Arbeitsgänge
und Werkzeuge, wozu im letzteren FaHe noch .ein erheblicher Materialversdhnitt kommt.
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Um den erwähnten Mangel der bisherigen Preß-und Ziehtechnik zu beseitigen
und eine wirtschaftlichene Fertigung gerade der eingangs erwähnten Art von Blechhohlkörpern
meinem einzigen Arbeitsgang zu ermöglichen; wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß das nur an den späteren Randseiten fest anfliegende Blech in. an sich bekannter
Weise schon zu Beginn und auch im weiteren Verlauf dies Verformungsvorganges an
seiner Unterseite entsprechend dem herzustellenden Profil mit einem gewissen Gegendruck
elastisch abgestützt wird, welcher anschließend nach dem Aufhören des
Verfo-rmungsdru@ckes
zur Rückbewegung des fertiger Hohlkörpers, dient.
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Es gibt zwar Gesenkpnessen mit einem Ober-und einem Unterstempel,
bei denen durch den vom Oberstempel ausgeübten Druck entweder der Unterst>Panpel
gegenüber einem feststehenden Pressenständer oder zum seitlichen Einspannen des
Werkstückes dienende Gesenkteile gegenüber dem feststehenden Unterstempel unter
Überwindung eines elastischen Gegen.dmuckes bewegt werden. 3n beiden Fällen kann
aber das ganze, bereits als ringsum geschlossener Hohlkörper vorgeformte Werkstück
dem Preßdruck bis zum Anschlag der zusammen mit ihm beweglichen Teile
gegen ein: festes Widerlager ausweichen, bevor der eigentliche Preß.-vorg:anig
beginnt.
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Ferner gibt @es Vorrichtungen, mit denen an ihrem kreisrunden Rand
auf eine zylindrische Ziehmatrize gelegte, ebene Bleche von einem kolbenförmigen
Oberstempel zu Hobilk'örpern mit allseitigem Rand verformt werden, wobei, ein entsprechend
kolbenförmiger Unterstempel als elastisches Widerlager für den innerhalb der Ziehmatrize
liegenden Teil der Blechunterseite und als Auswerfer für die fertigen Hohlkörper
dienst.
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Alle jene bekannten Bauarten sind jedoch zum Verformen vorn nicht
kreisrunden Blechen weder bestimmt noch geeignet. Auch ist dort die Problemstellung
ieinter über den Umfang ungleichmäßig verteilten Reibung überhaupt nicht gegeben,
weil es sich in keinem Fall urn,einen Hohlkörper mit einem einseitig unterbrochenem
Rand handelt.
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Besonders wirtschaftlich ist im Vergleich zu den bisher üblichen,
jeweils nur für Werkstücke vollkommen gleicher Abmessungen benutzbaren Preßgosienken
die neue Art der Herstellung von Blechhohlk:örpiern dann, wenn .der Stempel, die
Matrize und die zur seitlichen Führung der letzteren dienende Konsole aus mehreren
so ausgebildeten und gegenseitig einstellbaren Teilen bestehen, daß sie durch Auswechseln
nur eines bzw. mehrerer einfacher Zwischenstücke für verschiedene, vorzugsweise
genormte Größen einer bestimmten Art von Werkstücken verwendbar sind.
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Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfin:dung und die mit diesem
erzielten. Vorteile ergeben sich aus .der nachstehenden Beschreibung einer in der
Zeichnung beispielsweise dargestellten Ausführungsform eines zur Durchführung des
betreffenden Verfahrens dienenden Preßgesenkes für Förderwagenstirnbleche. Es zeigt
Abb. i eisenkrechten Schnitt durch das Gesenk nach der Linie l-1 in .der oberen
Endlage des Stempels, Abb. 2 einen ,anderen senkrechten Schnitt durch das Gesenk
quer zur Abb. i nach der Linie 11-11 in der unteren Endlage des Stempels, Abb.3
eine Draufsicht auf das Gesenk ohne Stempel, Abb. deine Draufsicht auf die Matrize
allein und Abb. 5 eine Ansicht des Stempels von unten.
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Die Hauptbestandteile eines P'reßgesenkes gemäß der Erfindung sind
ein Stempel A, eine Matrize B;
eine Führungskonsole C mit Zieh- und
Anschlagleisten L?, ein Druckkolben E, dessen Zylinderkörper F, der zugleich das
am Boden fest verankerte Gestell dies ganzen Gesenkes bildet, ein oberer Abschlußdeckel
G für dien Zylinder und in diesem Deckel geführte DruckbolzenH.
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Der Stempiel A besteht aus mehreren in Abb. 5 bezeichneten Teilen,
nämlich einer Spannplatte Al, drei sich zu einer U-förmigen Umrißlinie ergänzende.1
Druckstücken A2, A3, A4, von denen zwei unter sich spiegelbildlich gleiche Druckstücke
A°, A3 symmetrisch zu dem dritten, sektorförmigen Druckstück A4 angeordnet sind,
sowie gegebenenfalls einem dreiarmigen Zwischenstück A5. Wenn kein Zwischenstück
vorhanden ist, liegen die drei Druckstücke unmittelbar gegeneinander und bilden
dann die dem kleinsten vorkommenden Werkstück entsprechenden Konturen. Dias mittlere
Druckstück A4 bleibt immer an der gleichen Stelle mit der SpannplatteA1 verbunden,
während jedes ider beiden seitlichen Druckstücke A2, A3 senkrecht zu der betreffenden
Trennfuge gegenüber dem mittleren Druckstück mittels zweier inentsprechenden Nuten
As bzw. A7 der Spannplatte geführter Nutensteine A3 b.zw. A9 versteillbar ist.
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Das Zwischenstüdk A5 ist in mehreren sich nur durch die verschiedene
Breite der Armee unterscheidenden Ausführungen vorgesehen, deren gegenseitige Abstufung
sich z. B. nach den Normgrößen einer bestimmten Werkstückart richtet. Trotzdem ist
ein solcher Stempel auch für :alle zwischen diesen Abstufungen liegenden Maße eines
derartigen Werkstückes verwendbar, :da die beiden seitlichen Druckstücke A2, A3
stufenlos verstellbar :sind und geringfügige Spalte zwischen den einzelnen Teilen,
wie etwa in Abb. 5 dargestellt, für die Stempelwirkung belanglos sind.
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Die MatrizeB besteht ebenfalls :aufs mehreren in Abb. ¢ bezeichneten
Teilen, und zwar sind genau wie beim Stempel von drei sich zu einer U-förmigen Umrißlimeergänzenden
Außenbeilen B1, B°, B3 zwei unter sich spiegelbildlich gleiche Teile B1,
B2 symmetrisch zu dem dritten, sektorförmigen TeilB3 angeordnet. Desgleichen liegen
diese drei Teile entweder unmittelbar gegeneinander oder es ist ein dreiarmiges
ZwischenstückB4 vorhanden, von dem es so viele Ausführungen mit verschiedener Breite
seiner Arme gibt, da.ß die ganze Matrize allen in Betracht kommenden Größen der
mit einem solchen Preßgesemik .herzustellenden Art von Werkstücken angepaßt werden
kann.
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Die U-förmigen Umriß,linien des Stempels und der Matrize weichen,
bezogen auf die jeweilige Größte des herzustellenden Werkstückes, um die Blechstärke
desselben voneinander ab, und zwar liegt der Stempelumriß innen und der Matrizenumriß
;außen. Auch an ihrer einander zugekehrten Unter- bzw. Oberseite verlaufen die Konturen
dies Stempels und der Matrize entsprechend der dort durchzuführenden Verformung
des Werkstückes parallel zueinander (vgl. Abb. i und 2).
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Zur gegenseitigen Lagesicherung der einzelnen Matrizenteilie können
lose Bolzen. oder feste Dübel
vorgesehen sein, die in entsprechende
Bohrungen eingreifen. Unbedingt notwendig ist eine solche Sicherung aber nicht,
da die im übrigen ohne irgendeine besondere Befestigung in das Unt@ergesenkeingelegte
mehrteilige Matrizenplatte an ihrem Umfang überall geführt ist.
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Diese Führung erfolgt durch die Konsole mit zwei zueinander spiegelbildlich
gleichen Seitenteilen Cl, C2, einem Mvtt@elteil C3 und gegebenenfalls zwei Zwischenstücken
C4, C5 von jeweils gleicher Breite wie die beiden symmetrischen Arme des zur Matrize
gehörenden Zwischenstückes B4. Alle Einzelteile der Konsole sind an dem Gestell
F befestigt, davon die Seitenteii:e Cl, C2 in gleicher Weise und Richtung wie die
Stemp-eldruckstücke A2"43 beliebig verstellbar längs im Gestell symmetrisch beiderseits
der Mittelebene 1-I vorgesehener Nuten F1, F2.
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An der oberen Innenkante der Konslolenseitenteile Cl, C2 und -zwischenstücke
C4, C5 befinden sich abnehmbar befestigte Ziehleisten Dl bis D4, von denen beim
Verändern der U-förmigen Innenkontur der Konsole nur die beiden teilweise im Bereich
der Zwischenstücke C4, C5 liegenden Leisten 1a3, D4 aus-
gewechselt zu werden
brauchen. Der Mittelteil C3 der Konsolle ist nicht mit einer besonderen Ziehleiste
versehen. Außerdem sind auf den seitlichen Konsolenteilen nach verstellbare AnschlagleistenD5
bis D#9 eingeordnet. An ihrem freien Ende sind die beiden als Schenkel der U-Form
größtenteils parallel zueinander verlaufenden Konsolenteile Cl, C2 durch Beine auf
ihren jeweiligen gegenseitigen Ab-.stand einstellbare Zuglasche D9 miteinander verbunden,
die auf dieser Seite einen Anschlag gegen das Verschieben der Matrize bildet.
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Alps Widerlager für die Matrize dient der Kolben E, der .in dem Zylinder
F angeordnet ist und auf dessen Unterseite Druckluft einwirkt. Eine an der tiefsten
Stelle des Zylinders mündende Bohrung F3 steht während des Betriebes mit einer D,ruckluftleitung
oder einem Behälter von wesentlich größerem Rauminhalt als das Ko.lbenhubvolumen
.in dauernder Verbindung, so daß der Kolben durch eine von oben her auf ihn einwirkende
Kraft bei annähernd gleichbleibendem Gegendruck bis zu seiner unteren Hubbegrenzung
bewegt werden kann. Beim Nachlassen der oberen Kraft bewegt per seich dann selbsttätig
wieder nach oben, wo :sein. Hub durch einen mit dem Zylinder fest verschraubten
Deckel G begrenzt wird. Gegenüber der Bohrung F3 ist, ebenfalls an der tiefsten
Stelle des Zylinders, eine zweite Bohrung F4 vorgesehen, die ins Freie mündet und
durch ein Absperrorgan verschlossen ist; diese Bohrung dient bei abgesperrten Druckluftanschluß
zum Ablassen der unter dem Kolben befindlichen Luft, etwaigen Kondenswassers oder
gegebenenfalls zum Verhindern eines Vakuums irr Zylinder F, z. B. beim Ausbau des
Kolbens E.
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In dem kreisrunden Deckel G und einer zwecks Anpassung des Kolbenhubes
an die jeweiligen Verhältnisse mit ihm auswechselbar verbundenen Platte G1 größerer
oder geringerer Stärke sind in und parallel zu der senkrechten Mittelebene I-1 mehrere
abwechselnd gegenseitig versetzte Reihen von Bohrungen angeordnet, von denen die
Bohrungen der drei mittleren Reihen (mit einer Ausnahme) einen größeren und die
Bührungen der beiderseits davon liegenden Reihen einen kleineren Durchmesser haben
(vgl. Abb.3). In diese Bohrungen werden, soweit sie jeweils ganz von der Matrize
überdeckt sind, d. h. innerhalb der von der Konsole U-förmig begrenzten Grundfläche
liegen, passende Druckbolzen H eingesetzt, die so lang sind, dä.ß die Matrize in
ihrer unteren Endlage noch einen geringen Abstand vorn Dedkeil hat (vgl. Abp. z).
Mit anderen Warten: Die Länge der Druckbolzen entspricht der Stärke des Deckels
G und der Platte G1 zuzüglich des Kolbenhubes und des varzusehen.den Spieles zwischen
der Unterkante der Matrize und der Oberkante des Deckels.
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Das vorstehend beschriebene Preßgesenk arbeitet folgendermaßen: Nachdem
ein ebenes Blech in der zugeschnittenen Form in das Gesenk eingelegt worden ist,
wobei @es zunächst am Rand von den Anschlagleisten U bis las der Konsole begrenzt
und gegen Vorschieben gehalten wird, beginnt der Stemp,e'1 seinen Abwärtshub aus
der oberen. Endlage nach Abb. i. Er berührt das Blech zuerst mit den im weitesten
vorstehenden Stellen seiner profilierten Unterseite, bis sich diese der entsprechend
profilierten Oberseite der Matrize auf Blechstärkenabstand genähert hat. Von jetzt
ab bewegen sich der Stempel und die Matrize gleichmäßig nach unten, wobei das Blech
zwischen ;Ihnen durch den vom Druckluftkolben über die Druckbolzen erzeugten Gegendruck
eingespannt ist. Infolgedessen ist trotz der nicht am ganzen Blechumfang auftretenden
Reibung gegenüber den Ziehleisten ein Ausweichen des Bleches nach der offenen Seite
hin nicht möglich.
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Da @es zur Vermeidung eines unnötig hohen Kraftaufwandes zweckmäßig
ist, den elastischen Gegendruck der Matrize wähnend des Verformungsvorgamges etwa
auf ;gleicher Höhe zu halten, empfiehlt es sich, in der erwähnten Weise für eine
möglichst geringe zusätzliche Verdichtung der Druckluft beim Abwärtshub des Kolbens
zu sargen: Grundsätzlich kamen. der Kolben natürlich auch in anderer Weise, z. B.
durch Federur. auf seiner Unterseite, abgestützt sein.
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In der unteren Endlage des Stempels hat auch der Kolben seine ti@efstmögliche
Lage im Zylinder erreicht, so daß infolge seiner festem, Hubbegrenzung die Matrize
jetzt den vollen Stempeldruck aufnimmt.
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Beim anschließenden Aufwärtsbub des Stempels folgt die Matrize demselben
unter der Einwirkung dies Druckluftkolbens, bis sie beim Anschlag des letzteren
an seiner oberen Hubbegrenzung ihre Ausgangslage nach Abb. i wieder eingenommen
hat. Dabei wird das fertig verformte Werkstück mit seinem jetzt senkrechten Rand
aus der Konsole herausgehoben:, so daß es schnell und bequem entfernt werden kaum.
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Wise sich aus der Beschreibung ergibt, sind nur wenige Handgriffe
erforderlich, um das P'reßgesenk
auf die Verformung einer anderen
Größe .der betreffenden Werkstückart umzustellen. Dadurch und durch die auf die
wenigen einfachen Z,wi,schenstücke, die in solchen Fällen auszuwechseln sind, beschränkte
Vorratshaltung eignet sich die neue Bauart in hervorragender Weise für :die Herstellung
von Blechkörpern einer bestimmten Art in verschiedenen, einander ähnlichen Größen,
wie hier an dem Beispiel von Stirnblechen für Förderwagen aufgezeigt worden ist.
Durch entsprechendes Einstellen nur des Stempels oder nur der Matrize und der Konsole
kann das Gesenk bei gleichbleibenden Außen- bzw. Innenmaßen, des betreffenden Werkstückes
verschiedenen Blechstärken :desselben amgepaßt werden.
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Wenn dagegen ausschließlich vollkommen gleiche Werkstücke hergestellt
werden salben, können. der Stempel, die Matrize und die Kons;ole bei grundsätzlich
gleichem Zusammenwirken natürlich auch einteilig .:ausgebildet sein.