DE965312C - Durch Kaltspritzen aus duktilen Metallen, z.B. Aluminium, hergestellter Becher - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 6. JUNI 1957

, N6o6ilb/7b

hergestellter Becher

Es ist bekannt, durch Kaltspritzen aus duktilen Metallen, ζ. Β. Alumimium, Ahiminiumlegierungen u. dgl., becherförmige Gegenstände herzustellen. Dalbei wird unter »Kaksprkzen« ein Arbeitsverfahren, verstanden, bei dem der Werkstoff in Form einer Platine dem Werkzeug in kaltem Zustand zugeführt und d&nn unter Einwirkung eines hohen, rasch erfolgenden Druckes zum Fließen gebracht wird, wobei er an dem sich beispielsweise senkrecht nach unten bewegenden Spritzstempel entlang entgegen dessen Bewegungsrichtung nach oben steigt und so den gewünschten Gegenstand aus der Platine formt. Auf diese Weise hat man auch schon Gegenstände !hergestellt, die aus einem gemeinsamen Boden und einer Anzahl senkrechter Zylindermäntel bestehen, die koaxial ineinander angeordnet sind. Solche Gegenstände, die gewöhnlich aus Zink oder Aluminium bestehen, finden in der elektrotechnischen Industrie z. B. als Kondensatorenbecher weitverbreitete Anwendung. ao

Bisher ist es praktisch nicht gelungen, mit dem Kaltspritzverfahren dünnwandige, becherförmige Gegenstände herzustellen, die durch mindestens eine zwei gegenüberliegende Seiten des Bechermantels in ganzer Länge des Bechers verbindende as Querwand in zwei oder mehr eckige Kammern

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unterteilt sind. Die Herstellung solcher Becher bietet keine Schwierigkeit, solange die Wandstärke dies Bechenmantels verhältnismäßig groß ist, sie wird aber außerordentlich schwierig, sobald Wandstärken von ι mm und weniger in Betracht kommen. Bei dünnwandigen Bechern macht sich dies so stark bemerkbar, daß deren Herstellung bislang praktisch unmöglich war.

Die Becher konnten zwar durch Einpressen des ίο Stempels in die Platine gespritzt werden, aber es gelang nicht, den unregelmäßig gespritzten Becher vom Stempel abzustreifen.

Zum Abstreifen sind Vorrichtungen in Form von Platten oder Nasen bekannt, die am oberen Becherrand angreifen. Sie setzen ausreichend dicke und knickfeste Mäntel voraus. Ferner ist es bekannt, den Becher an einem Außenrand des Bodens zurückzuhalten, was geteilte Matrizen und verhältnismäßig dicke Böden bedingt und damit zu teuren Werkzeugen und zusätzlichem Werkstoffaufwand führt. Es ist auch bekannt, den Becher durch einen gegen den Boden geblasenen Luftstrom vom Stempel abzulösen. Dazu muß der Stempel axial durchbohrt, also geschwächt werden; außerdem bedarf es einer Ventilsteuerung. Ferner 'müssen hierbei insbesondere bei unrunden Formen dünnwandige Mäntel zur Verhütung des Ausbauchens von außen abgestützt werden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine 'bestimmte Gestaltung der Becherform genügt, um das Abstreifen und damit die Erzeugung von aus duktilen Metallen bestehenden kaltgespnitzten Bechern, die durch Querwände in Kammern unterteilt simdl, zu ermöglichen. Sie besteht darin, daß bei Becherformen mit mindestens einer zwei gegenüberliegende Seiten des Bechermantels in ganzer Länge des Bechers verbindenden Querwand, die den Becher in eckige Kammern unterteilt, und bei Mantelwandstärken unter 1 mm wenigstens eine der Querwände durchgehend mindestens i,8mal so stark als der Bechermantel ist oder daß wenigstens zwei sich gegenüberliegende Übergänge einer Querwand in den Mantel oder die Kreuzung zweier Querwände so stark ausgebildet sind, daß ein dem Querschnitt der Übergänge einbesohriebener Kreis einen Durchmesser von mindestens dem i,8fachen der Mantelstärke hat.

Eine derartige Becherform hat sich als brauchbar für die Herstellung mittels des Kaltspnitzverfatorens erwiesen. Das Abstreifen des gespritzten Bechers vom Spritzstempel bietet hierbei praktisch keine Schwierigkeiten, da die Abstreifvorrichtung an mindestens einer verstärkten Querwand oder an mindestens zwei verstärkten Wandteilen des Bechers oder der verstärkten Kreuzung zweier Querwände angreift.

Ein Becher nach der Erfindung wird nach seinem Formen zusammen mit dem Stempel aus der Matrize herausgezogen. Um den Gegenstand von dem Stempel entfernen zu können, wird dabei eine Abstreifvorrichtung bekannter Art benutzt, die am oberen Becherrand im Bereich der verstärkten Zonen angreift. Diese Zonen "übertragen den Druck nach Art von Verstärkungsrippen auf den Becherboden, wo der Widerstand gegen das Abstreifen liegt. Wohl ist es schon vorgeschlagen worden, bei runden, ovalen oder viereckigen Hülsen aus duktilem Metall in Längsrichtung vom Boden bis zum Rand sich erstreckende Verstärkungsrippen mitzuspritzen. Diese sollen die Widerstandsfähigkeit der Hülsenmäntel erhöhen. Es ist nicht erkannt worden, daß sich solche Verstärkungen an den Wandübergängen der Kammern zu dem Zweck !herausbilden lassen, um das Abstreifen und damit ■die Erzeugung von aus den angegebenen Gründen bisher nicht kaltgespritzten Becherformen zu ermöglichen.

Die Erfindung erstreckt sich vorzugsweise auf die Herstellung von Bechern, bei denen das Verhältnis zwischen der kleinsten, in einer beliebigen Kammer des Bechers vorliegenden Quenabmessung und der Höhe dieses Abteils mindestens 1 :2,5 beträgt. Beim Kaltspritzen läuft hierbei mindestens ein Teil der Stempel Gefahr, daß sie sich infolge des geringen Trägheitsmomentes in einer Richtung etwas verbiegen. Infolgedessen treten beim Spritzen geringe Abweichungen in den vorgeschriebenen dünnen Wandstärken auf, und diese wurden, wenn der von den Stempeln abzustreifende Becher keine verstärkten Wände oder Wandteile besäße, Be-Schädigungen z. B. durch Reißen der Wände beim Abstreifen des Bechers zur Folge haben.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. ι a zeigt schaubildlich einen nach dem Kaltspritzverfahren hergestellten becherförmigen Gegenstand mit einer einzigen Zwischenwand;

Fig. ι b zeigt den Becher in einer Draufsicht und Fig. ic einen Teil der Fig. ib in vergrößertem Maßstab;

Fig. 2 a und 2 b zeigen in zwei verschiedenen Seitenansichten den Stempel, die Matrize und die Abstreifvorrichtung, mit denen der Becher nach Big. ι a und 1 b hergestellt wird;

Fig. 3 ist ein Grundriß der Matrize nach den Fig. 2 a und 2 b;

Fig. 4 ist ein Grundriß der Abstreifvorrichtung nach den Fig. 2 a und 2 b;

Fig. S und 6 zeigen den Becher nach dem Spritzen und beim Abstreifen;

Fig. 7 stellt eine andere -Attsfuhrungsform der Abstreifvorrichtung dar;

Fig. 8 a, 8b und 9 sind Draufsichten weiterer Ausfühirungsbaispiele von Becherformen gemäß der Erfindung. 115,

Der Becher 1 nach Fig. 1 hat einen Boden, an den die sich in der Spritznichtung erstreckenden aufrecht stehenden Mantelwände 2 anschließen. Die Mantelwände 2 sind miteinander durch eine Zwischenwand 3 verbunden. Nach Fig. 1 c ist die Stärke der Mäntelwände 2 gleich d, und die Stärke der Zwischenwand 3 gleich 2 ei. Der Wert d kann z. B. 0,7 mm sein, so daß die Stärke der Wand 3 gleich 1,4 mm ist. Der Zwischenwand 3 kann in diesem Fall ein Kreis mit einem Durchmesser von mehr als 1,8 <2 einbeschrieben werden.

Die zur Herstellung verwendete Vorrichtung besteht aus den in einem Halter untergebrachten Stempeln 4_a und 4_b und der Matrize 5. Letztere enthält eine Höhlung 6, in die eine Platine 7 rechteckiger Form hineingelegt ist. Wie es bei Spritzwerkzeugen üblich ist, besitzen die Stempel 4_a und- 4j einen Stempelrand8 und einen sich an diesen anschließenden hinterschliffenen Teil 9, damit das beim Kaltspritzen emporsteigende Material möglichst wenig Reibung erfährt.

In geeigneter Höhe oberhalb der Matrize ist die Abstreifvorrichtung 10 angeordnet. Sie besteht aus einer kreisförmigen Platte mit einer öffnung 11. Das Abstreifen erfolgt mittels der nasenförmigen Ansätze 12 und 13, diie an den Verbindungsstellen der Zwischenwand 3 und Mantelwände 2 angreifen.

Wenden die Stempel 4₀ und 4_b aus der Matrize 5

zurückgezogen, so wird der Becher 1 mitgenommen, bis die genannten Verbindungsstellen gegen die Ansätze 12 und 13 der Abstreifvorrichtung 10 stoßen. Werden die Stempelteile 4_a und 4_b weiter aufwärts bewegt, so bleibt der 'Becher 1 zurück und löst sich vom Stempel.

Beim Abstreifen haben die nasenförmigen Anas sätze 12 und 13 mittels der verstärkten Zwischenwand 3 die Abstreifkraft auf den Boden übertragen, so daß eine Beschädigung des Gegenstandes praktisch ausgeschlossen ist.

Aus Fdg. ib erhellt insbesondere, daß, wenn die kurze Abmessung p einer Kammer klein ist gegenüber der langen Abmiessung q dieser Kammer und wenn die Höhe des Bechers groß ist gegenüber der kleinen Abmessung p der erwähnten Kammer, der die Kammer bildende Stempelteil in einer Richtung ein verhältnismäßig kleines Widerstandsmoment hat. Gerade in solchen Fällen bieten die verstärkten Wände bzw. Wandteile eine Lösung, um Beschädigungen beim Abstreifen zu verhüten.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführiungsform einer Abstreifvorrichtung mit einem hochkant stehenden Streifen 14, der sich zwischen den beiden Stempeltailen 4_a und 4₆ 'hindurch erstreckt.

Bei dem in Fig. 8 a in Draufsicht gezeigten Becher sind alle Außenwände 15 und die Zwischemwände 16, wie besonders aus der Einzeldarstellung nach Fig. 8b ersichtlich, gleich stark und haben z. B. eine Wandstärke von 0,6 mm. Wenn die Abrundungsradien χ an den Übergängen der Zwischenwände an die Außenwände groß gewählt werden, entsteht an diiesen Übergangsstellen ein verstärkter Wandteil, dem ein Kreis mit einem Durchmesser von i,8 d einbesclhrieben werden kann. Auf diese Weise entsteht die zum Abstreifen erforderliche Verstärkung des Querprofils.

Fig. 9 ist eine Draufsicht eines sechseckigen Bechers, der durch Zwischenwände 17 in sechs Kammern mit dreieckigem Querp-rofil geteilt ist. Alle Außenwände 18 und die Zwischenwände 17 _a, ^τ7ο> ^l7d und¹ 17_e haben die gleiche Wandstärke d, z. B. von 0,6 mm. Hingegen haben die in Flucht liegenden Zwischenwände 17 _c und 17 _f eine Wandstärke 2 ei von 1,2 mm. Für diesen Becher eignet sich eine Abstreifvorrichtung nach Fig. 7.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Durch Kaltspritzen aus duktilen Metallen, z. B. Aluminium, hergestellter Becher, dadurch gekennzeichnet, daß bei Becherformen mit mindestens einer zwei gegenüberliegende Seiten des Bechermantels in ganzer Länge des Bechers verbindenden Querwand, die den Becher in eckige Kammern unterteilt, und bei Mantelwandstärken unter 1 mm wenigstens eine der Querwände durchgehend mindestens i,8mal so stark als der Bechermantel ist oder daß wenigstens zwei sich gegenüberliegende Übergänge eimer Querwand.' in den Mantel oder die Kreuzung zweier Querwände so stark ausgebildet sind, daß ein dem Querschnitt der Übergänge einbeschriebener Kreis einen Durchmesser von mindestens dem i,8fachen der Mantelstärke hat.
2. 2. Becher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diaß seine Höhe mindestens das 2,5fache der kleinsten Kammerquerabmessung beträgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 593 849, 705 042; schweizerische Patentschrift Nr. 247052; französische Patentschrift Nr. 718957; USA.-Patentschrift Nr. 2230840;

   Zeitschrift »Werkstatt und Betrieb«, 83. Jahrgang, Heft 3, März 1950, S. 81 bis 88;

   Zeitschrift »Maschinenbau/Der Betrieb«, 14. Jahrgang (1935), Heft 5/6, S. 151/152; Zeitschrift »Aluminium«, Oktober 1940, S. 516.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 738/116 12.56 (709 532/141 5. 57)