DE958800C - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer kleinen OEffnung in einem duennen, metallenen, plattenfoermigen Gegenstand mit Hilfe eines Dorns - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1957

N 6935 Ib149c

(Niederlande)

eines Doms

Sollen dünne, plattenförmige Gegenstände aus verhältnismäßig harten Werkstoffen, wie Stahl, insbesondere rostfreiem Stahl,, mit Öffnungen kleinen Durchmessers, beispielsweise der Größenordnung von 0,2 bis 0,4 mm, versehen werden, so bereitet dies bei Durchführung mittels der üblichen Verfahren erhebliche praktische Schwierigkeiten. Es tritt viel Bruch der kleinen. Bohrer auf, und es zeigt sich, daß auch das Steigern der Drehzahl der Bohrspindel auf z. B. 12 000 Umdrehungen in der Minute keine wesentliche Herabsetzung der auftretenden Schwierigkeiten ergibt. Diese Nachteile machen- sich besonders bemerkbar, wenn öffnungen mit kegelförmigem Profil hergestellt werden sollen, insbesondere wenn der Gegenstand aus rostfreiem Stahl besteht, da hierbei unter der Bohrerspitze der Werkstoff während des Bohrens immer mehr erhärtet.

Die Erfindung gibt eine Lösung dieses Problems, wobei ein in den mit einer öffnung zu versehenden Gegenstand einzudrückender Dorn Verwendung findet und besondere Maßnahmen getroffen werden, um Bruch oder Reißen des Werkstoffes des Gegenstandes zu verhindern!.

Das Verfahren, gemäß der Erfindung zum Herstellen einer kleinen öffnung in einem dünnen, metallenen, plattenförmigen Gegenstand ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einer von einem starren Gehäuse umgebenen, nicht zusammendrückbaren plastischen Masse, wie Gummi, eine metallene Zwischenlagscheibe mk ihrem mittleren Teil auf der plastischen Masse und ihrem Rand auf dem des starren Gehäuses gelagert wird, dann auf dieser ίο Zwischenplatte wenigstens eine weitere metallene Zwischenplatte und. auf der oberen. Zwischenplatte der mit einer öffnung zu versehende Gegenstand angeordnet wird, wobei dieser Gegenstand und die Zwischenplatten alle eine· Dicke derselben. Größen-Ordnung aufweisen und die einander zugewendeten Flächen dieser Platten und des Gegenstandes vorzugsweise mit einem Schmiermittel versehen werden, worauf ein Dorn mit vorzugsweise kegelförmiger Spitze in die Oberfläche dieses Gegen-Standes eingedrückt wird, wodurch, gegebenenfalls nach Anwendung einer spanabhebenden. Bearbeitung, auf der dem Dorn abgewendeten Fläche des· Gegenstandes in diesem eine Durchbohrung entsteht.

Wenn die Spitze des Dorns mit der Oberfläche des Gegenstandes in Berührung kommt, drückt sie sich zunächst um ein kleines Maß in den Gegenstand ein, ohne daß sich eine nennenswerte Formveränderung desselben ergibt. Sobald jedoch der Dorn hinreichende Druckfläche im Gegenstand erhalten hat, beginnt dieser sich plastisch zu deformieren., wobei er durch die unter ihm angeordneten Zwischenplatten und durch die unter der unteren Zwischenplatte befindliche plastische Masse geführt wird. Auf diese Weise wird der mit einer öffnung zu versehende Gegenstand in wachsendem Maße kegelförmig durchgebogen, wird aber vor Bruch geschützt durch die unter ihm angeordneten Platten, die ihrerseits auch mehr oder weniger eine Kegelform annehmen und dabei den Gegenstand mehr oder weniger umhüllen.

Es besteht die Möglichkeit, die Bewegung des Doms· zu beenden, wenn sich auf der dem Dorn abgewendeten Fläche des Gegenstandes gegenüber der Spitze des Dorns eine Ausbauchung des Werkstoffs ergibt. Wenn diese Ausbauchung durch eine spanabhebende Bearbeitung, beispielsweise mittels eines Schleifsteins, entfernt wird, verbleibt im Gegenstand eine sehr kleine öffnung, die, wenn der So Dorn einen genau runden Querschnitt hat, selber auch genau rund ist. Sollte eine derartige öffnung für den beabsichtigten Zweck zu klein sein, so kann sie gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ohne weiteres mittels eines dünnen Bohrers etwas geräumt werden, bis der so erzeugte Durchmesser der öffnung den verlangten Wert hat.

Es ist aber gemäß der Erfindung auch möglich, die Spitze des Dorns so weit in den Werkstoff des Gegenstandes einzudrücken, daß in diesem eine durchgehende öffnung entsteht. Diese öffnung ist im allgemeinen weiter als bei Verwendung des ersteren Verfahrens, bei dem also die Öffnung im Gegenstand erst entsteht, nachdem die örtliche Ausbauchung an der Oberfläche des Gegenstandes 6; durch eine spanabhebende Bearbeitung entfernt worden ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders gut zum Herstellen ganz oder teilweise kegelförmig verlaufender Öffnungen mit Durchmessern zwischen 0,02 und 0,6 mm in aus hartem Werkstoff, wie Stahl, insbesondere rostfreiem Stahl hergestellten Gegenständen, mit geringer Stärke, also mit einer Stärke, die !deiner ist als 5 mm. Auf diese Weise ergibt sich ein Herstellungs- 7= verfahren, das, wie festgestellt· wurde, mit einfachen Hilfsmitteln ausgeübt werden kann. In Abhängigkeit von der Wahl des Werkstoffes der Zwischenplatten und von ihrer Stärke können mit derselben, Presse unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden. Wie bemerkt, wird die Stärke der Zwischenplatten von derselben Größenordnung gewählt, wie.die Stärke des zu bearbeitenden Gegenstandes; der Durchmesser dieser Platten muß jedoch größer sein als der Durchmesser des Gegen-Standes, da sich dadurch die Möglichkeit ergibt, daß bei der plastischen Formveränderung des Gegenstandes die Zwischenlagplatten diesen Gegenstand gleichsam am Rande umhüllen. Als Werkstoff für die Zwischenlagplatten können vorteilhaft plattenförmige Abfälle Verwendung finden, wobei an diesen Werkstoff nur die eine Anforderung gestellt werden muß, infolge seiner Streckbarkeit die erforderliche Formveränderung bei den herrschenden Preßdrucken· annehmen zu können.

Die Erfindung wird an einem Ausfuhrungsbeispiel nachstehend näher erläutert. In

Fig. ι ist schematisch die Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung im Längsschnitt dargestellt, und zwar in einer Stellung, bei der der Dorn noch in einiger Entfernung'über dem mit einer öffnung zu versehenden Gegenstand angeordnet ist;

Fig. 2 stellt dieselbe Vorrichtung dar, jedoch in einer Stellung des Dorns, in der dieser praktisch ' durch den mit einer öffnung zu versehenden Gegenstand hindurchgedrückt ist; die

Fig. 3, 4 und 5 stellen drei aufeinanderfolgende Bearbeitungsstufen eines Gegenstandes dar, bei denen der Dorn nicht ganz durch den Gegenstand hindurchgedrückt ist, sondern in dem Augenblick zurückgezogen ist, in dem an der dem Dorn abgewendeten Fläche des Gegenstandes örtlich eine Ausbauchung des Materials entstanden ist (Fig. 3), die in Fig. 4 abgeschliffen ist, während in der Stufe der Fig. S die in der Stufe gemäß Fig. 4 schon vorhandene öffnung verbreitert ist;

Fig. 6 stellt eine Ausführungsform eines Gegenstandes dar, in dem die öffnung dadurch entstanden ist, daß der Dorn so weit in den Gegenstand eingedrückt ist, daß seine Spitze diesen Gegenstand auf der anderen Seite wieder verlassen hat;

' Fig. 7 stellt einen. Längsschnitt durch eine üüse für einen Brenner dar, wobei das Düsenmundstück durch den. in Fig. 5 dargestellten Gegenstand gebildet wird.

Die Vorrichtung gemäß Fig. ι und 2 besteht aus einem auf einem Tisch 1 angeordneten dickwandigen Metallgehäuse 2,· in dem eine plastische, nicht zusammendrückbare, hier aus Gummi bestehende Masse 3 enthalten ist. Wie dargestellt, liegt die Oberfläche der Masse 3 in derselben Höhenlage wie der obere Rand 4 des Gehäuses 2.. Auf der Oberfläche dieser Masse ist eine Zwischenplatte 5 von der Stärke von. etwa 1,2 mm derart xo angeordnet, daß der Rand dieser Platte auf dem oberen Rande 4 des Gehäuses aufliegt, während der mittlere Teil dieser Platte von der Masse 3 abgestützt wird. Auf dieser Zwischenplatte sind aufeinander zwei weitere Zwischenplatten 6 und 7 angeordnet, die beide angenähert die gleiche Dicke aufweisen wie die Platte 5.

Auf der Oberfläche der Zwischenplatte 7 ist die

mit einer Öffnung zu versehende Stahlplatte 8 von einer Stärke von etwa 1,5 mm angeordnet, die, wie aus der Figur ersichtlich, einen erheblich kleineren Durchmesser hat als die Zwischenplatten S, 6 und 7.

Über der Platte 8 ist ein in einer nicht dargestellten Handpresse befestigter Dorn 9 mit kegelförmiger Spitze 10 angeordnet, deren Scheitelwinkel vorzugsweise 6d° beträgt.

Wenn, wie dies in. Fig. 2 angegeben ist, der Dorn 9 gesenkt wird, drückt sich zunächst die Spitze des Doms ohne nennenswerte plastische Formveränderung der'Platte 8 um ein kleines Maß in deren Werkstoff ein. Bei einer Weiterbewegung des Doms 9 fängt diese Platte an, sich plastisch zu deformieren, wodurch sie kegelförmig durchgebogen wird, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Dabei werden auch die Zwischenplatteti 7, 6 und 5 deformiert, so daß sie alle eine mehr oder weniger kegelförmige Gestalt annehmen. Da das zwichender anderen Seite der Platte 8 und der Oberfläche der Gummimasse 3· enthaltene Material· infolge des Vorhandenseins der Platten-7, 6.und 5 in Schichten unterteilt ist, wird ein Übereinandergleiten der Schichten während des Preß Vorganges ermöglicht. Dies ermöglicht die Formveränderung dieses zwischenliegenden Materials ohne Reißen oder Bruch, was zur Folge hat, daß dieses zwischen- *5 liegende Material die mit einer Öffnung zu versehende Platte gleichfalls vor Bruch oder Reißen schützt; insbesondere ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß das Material der Zwischenplatte 7 den Rand der Platte 8 bei deren Formveränderung gleichsam umhüllt.

Bei der plastischen Formveränderung der Zwischenplatte 5 ist auch die Oberfläche der Masse 3 kegelförmig eingedrückt, aber infolge der Tatsache, daß diese Masse zwar plastisch, aber nicht zusammendrückbar ist, bewegen sich die äußeren Teile der Gummimasse 3 aufwärts, so daß die Unterseite der Zwischenplattes auf ihrer ganzen Fläche stets hinreichend abgestützt wird.. Der Rand der Zwischenplatte 5, der, um beim Senken des Dorns hinreichende Unterstützung, zu erhalten, zunächst auf dem oberen Rand 4 des Metallgehäuses auflag, wird, wie dies auch aus Fig. 2 ersichtlich ist, nach und nach frei von diesem Rand, so daß sich am Ende des· Preßvorgangs die Unterseite des !Randes der Zwischenplatte 5 in einiger Entfernung über dem oberen Rand 4 des Metallgehäuses befindet. Damit das Material der Platte und der Zwischenplatten hinreichend Gelegenheit hat, sich unter der Wirkung des Preßdruckes zu deformieren, ist es vorteilhaft, die Preßgeschwindigkeit niedrig zu wählen.

Wenn der Preßvorgang beendet ist, wird der Dorn 9 gehoben und kann die Platte 8 aus der Presse entfernt werden. Dann werden die Zwischenplatten 5, 6 und 7 entfernt. Die obere Fläche der Gummimasse 3 hat sofort nach dem Einstellen des Preßdruckes ihre flache Gestalt wieder angenommen, neue Zwischenplatten werden angeordnet, eine neue Platte 8 auf die Zwischenr platte 7 aufgelegt und das Pressen kann erneut beginnen.

Hinsichtlich der Bearbeitung des in Fig. 3, 4 und. 5 dargestellten Gegenstandes ist folgendes zu bemerken. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, zeigt der dort dargestellte Gegenstand 12 eine mehr oder weniger kegelförmige Gestalt, in deren Mitte sich die von der kegelförmigen Spitze des Dorns herbe^;-geführte Eindrückung 13 befindet. Der Scheitel dieser Öffnung liegt in einer in Fig. 4 angegebenen Ebene X-X, Unter dieser Ebene befindet sich örtlich eine Materialausbauchung 14.

In der in Fig. 4 dargestellten Stufe ist diese Ausbauchung 14 durch eine spanabhebende Bearbeitung, beispielsweise durch Abschleifen, entfernt, wobei in der Ebene X-X eine äußerst enge Öffnung 15 entstanden ist. Diese Öffnung ist im allgemeinen zu klein für eine praktische Verwendung.

Daher ist, wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist, diese Öffnung mittels eines dünnen Bohrers zu einer zylindrischen Öffnung 16 geräumt, deren Durchmesser d in Abhängigkeit von den gestellten Anforderungen· gewählt werden kann. Zum Unterschied gegenüber dem in der Einleitung erwähnten Fall ist das Räumen der schon vorhandenen Öffnung jetzt nicht mehr mit Schwierigkeiten verknüpft, denn die Seele des Bohrers hat keine Arbeit zu leisten. Der Durchmesser d des ausgeräumten Loches kann äußerst klein, beispielsweise 0,05 mm, selbstverständlich aber auch erheblich größer sein, je nach dem Verwendungszweck des mit ■ einer Öffnung.versehenen Gegenstandes,

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist im Gegenstand 20 eine Öffnung 21 vorgesehen, die in der Weise entstanden ist, daß die Spitze 10 des Domes 9 so weit durch das Material des Gegenstandes 20 hindurchgedrückt worden ist, daß sie beim Pressen den Gegenstand 20 auf der anderen Seite wieder verlassen hat. Auch hierbei läßt sich der Durchmesser^ in Abhängigkeit von den ge- lao stellten Anforderungen bemessen. Im allgemeinen wird das zur Herstellung des in Fig. 6 dargestellten Gegenstandes angewandte Verfahren zum Herstellen von. Öffnungen mit etwas größeren Abmessungen, beispielsweise von der Größenordnung von 0,3 bis 0,6 mm, gewählt. Etwaige Grate auf

der Unterseite der öffnung 21, die nach dem Pressen der öffnung entstande'n sein sollten, können auf einfache Weise mit den üblichen Mitteln entfernt werden.

Das in Fig. 7 dargestellte Düsenmundstück für einen Brenner besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 30, das am Ende 31 mit Schraubengewinde zum Befestigen in einem Träger versehen ist. Das Gehäuse 30 weist am unteren Ende eine kegelförmig verlaufende Anschlagfläche 32 auf, auf die der mit einer öffnung versehene Gegenstand 34 paßt. Dieser Gegenstand 34 ist mittels der in. ihm vorgesehenen öffnung 33 als Düse wirksam. Durch Beseitigung des kegelförmigen Außenrandes (sichtbar in Fig. 3 bis 6) hat dieser Gegenstand eine zylindrische Außenoberfläche. Mittels einer eingepreßten zylindrischen Buchse 35 ist er im Innern des Gehäuses 30 befestigt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Herstellen einer kleinen öffnung in einem dünnen, metallenen, plattenförmigen, beim Herstellen, der öffnung abgestützten Gegenstand mit Hilfe eines Doms, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer von einem starren Gehäuse umgebenen, nicht zusammendrückbaren plastischen Masse, wie Gummi, eine metallene Zwischenlagscheibe mit ihrem mittleren Teil 'auf der plastischen Masse und ihrem Rand auf dem des starren Gehäuses gelagert wird, dann, auf dieser Zwischenplatte wenigstens eine weitere metallene Zwischenplatte und auf der oberen Zwischenplatte der mit dner öffnung zu versehende Gegenstand angeordnet wird, wobei dieser Gegenstand und die Zwischenplatten alle eine Dicke derselben Größenordnung aufweisen und die einander zugewendeten Flächen dieser Platten und des Gegenstandes vorzugsweise mit einem Schmiermittel versehen werden, worauf ein Dorn mit vorzugsweise kegelförmiger Spitze in die Oberfläche dieses Gegenstandes . eingedrückt wird, wodurch, gegebenenfalls nach Anwendung einer spanabhebenden Bearbeitung, auf der dem Dorn abgewendeten Fläche des Gegenstandes in diesem eine Durchbohrung entsteht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gegenstand, gegebenenfalls nach Anwendung der spanabhebenden Bearbeitung, entstandene öffnung geräumt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des Dorns so weit in den Gegenstand eingedrückt wird, daß in diesem eine durchgehende öffnung entsteht.
4. 4. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach einem der Ansprüche r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer in einem Metallgehäuse eingelassenen, plastischen, nicht zusammendrückbaren Masse, deren Oberfläche mit dem oberen Rand des Gehäuses bündig ist, ferner aus wenigstens zwei Zwischenplatten und einem in einer Presse angeordneten Dorn mit vorzugsweise kegelförmiger Spitze besteht.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwinkel der kegelförmigen Spitze des Dorns 6o° beträgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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