DE1627665C - Vorrichtung zum Kaltfließpressen von mit axialen Vorsprüngen versehenen Leichtmetallteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kaltfließpressen von mit axialen Vorsprüngen versehenen, insbesondere hülsenförmigen Leichtmetall-Fließpreßteilen mit einem in eine Matrize einführbaren Preßstempel, in dessen Stirnfläche eine axiale Ausnehmung eingetieft ist, und einem vom rechten Winkel abweichenden Übergang von der Stirnfläche zur Schaftfläche.

Hülsen und technische Teile aus Leichtmetall werden heute großenteils durch Kaltfließpressen hergestellt, da dies wegen der hohen Fertigungsgeschwindigkeit, des relativ einfachen Werkzeugaufbaus und der Maßgenauigkeit der erhaltenen Teile erhebliche wirtschaftliche Vorteile bietet. Dem Kaltfließpressen sind jedoch hinsichtlich der Formgebung der Werkstücke Grenzen gesetzt, wenn der Boden der zu erzeugenden Teile innere und/oder äußere Vorsprünge vorbestimmter Höhe tragen soll, die somit nicht beliebig lang ausgepreßt werden dürfen. Hierfür sind Preßwerkzeuge mit auf den Preßflächen angeordneten Ausnehmungen erforderlich, in denen durch das hineingepreßte Metall so starke Seitendruckkräfte entstehen, daß die Werkzeuge nach wenigen Preßvorgängen gesprengt werden. Es sind keine Werkzeugwerkstoffe bekannt, welche diese Kräfte auf die Dauer aufzunehmen vermögen. Derartige Leichlmetallteile mit am Boden angeordneten, inneren und/ oder äußeren Vorsprüngen konnten daher nicht direkt durch Kaltfließpressen hergestellt werden, sondern erforderten eine' nachträgliche spanabhebende Herausarbeitung der Vorsprünge aus dem zunächst in entsprechend größerer Stärke vorgepreßten Boden!

Aus der USA.-Patentschrift 2 966 987 ist bereits eine Vorrichtung zum Kaltfließpressen von hülsenartigen Werkstücken mit einem an der Innenfläche des Bodens angeordneten Vorsprung bekannt, bei welcher die Stirnfläche des Preßstempels zwar am Rand angerundet ist, die axiale Mittelöffnung jedoch

ίο als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, so daß sich um diese herum kein auswärts gerichteter Sprengdruck aufbauen kann.

In der deutschen Auslegeschrift 1013 146 ist ferner eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallhülsen mit Boden beschrieben, bei welcher ein Rohling in einer Matrize durch einen Stempel mit recht- * winkligen Außenkanten gegen das untere Ende eines Domes gedrückt wird, dessen Stirnfläche eine axiale Ausnehmung und einen angerundeten Außenrand aufweist. Da mit der vorbekannten Vorrichtung zunächst eine Hülse mit sich kegelig erweiterndem Mantel erzeugt und diese nachfolgend in einem zweiten Schritt durch Abstrecken weiterverformt werden soll, ist der Dorn notwendigerweise über die ganze

=5 Hülsenlänge kegelig verjüngt. Die Anrundung des Stirnflächenrandes ist erforderlich, um überhaupt mit beherrschbaren Drücken ein Fließen des Metalls zu erreichen. Bei dieser Konstruktion wird jedoch ebenfalls keine wirksame Gegenkraft gegen den sich in der axialen Ausnehmung aufbauenden, auswärts gerichteten Seitendruck erzeugt.

Die USA.-Patentschrift 2 748 465 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von hülsenförmigen Metallkörpern, bei welchem man einen Rohling durch Drücken zwischen einer Matrize und einem auf seiner Stirnfläche mit einer axialen Eintiefung versehenen Preßstempel zu einem hülsenförmigen Rohkörper mit der gewünschten Innenkontur verformt und nachfolgend auf dem Preßstempel durch Ziehen oder Abstrecken zu der gewünschten Außenform umformt. .

. Der verwendete Preßstempel kann dabei eine Randanrundung und eine sich daran anschließende, der Innenform der zu erzeugenden Hülse entsprechende konische Außenfläche besitzen. Auch hierbei wird jedoch keine wirksame Gegenkraft gegen den in. der axialen Ausnehmung entstehenden Sprengdruck erzeugt.

Übergangsformen an Stempeln sind in Form der verschiedenartigsten Abrundungen bekannt (österreichische Patentschrift 57 387, französische Patentschrift 996 861, britische Patentschrift 131693 und USA.-Patentschrift 2 394 842). In allen Fällen kann aber kein zufriedenstellender "Gegendruck erwartet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Stempelstirnform zum Kaltfließpressen von Leichtmetallteilen zu schaffen, welche die bisherigen Nachteile vermeidet und ohne vorzeitige Gefährdung der Preßwerkzeuge die meist unmittelbare Herstellung von Leichtmetall-Fließpreßteilen mit am Boden angeordneten, inneren und/oder äußeren Vorsprüngen vorbestimmter Höhe ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Stempel zum Kaltfließpressen von mit axialen Vor-

Sprüngen versehenen, insbesondere hülsenförmigen Leichtmetall-Fließpreßteilen, mit einem in eine Matrize einführbaren Preßstempel mit einer in dessen Stirnfläche eingetieften, axialen Ausnehmung und

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einem vom rechten Winkel abweichenden Übergang einen Preßstempel mit sich längs einer Einkerbung

von der Stirnfläche zur Schaftfläche. Erfindungs- treffenden, gegensinnigen konischen Flächen, und

gemäß wird vorgeschlagen, daß der Preßstempel am F i g. 8 einen schematischen Längsschnitt durch

Rand seiner Stirnfläche in einem dem 0,5- bis einen Preßstempel mit tonnenfönnig ausgebildeten

l,5fachen der Tiefe der Ausnehmung entsprechenden 5 konischen Flächen.

Längenbereich eine umlaufende, konische Fläche, mit Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus

einem Kegelwinkel zwischen 3 und 30° aufweist. einem Matrizenring 1, einem darunterliegenden Fließ-

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die preßring 3, einer Distanzbuchse 5, einer Führungskonische Fläche in eine Ringschulter mit einem buchse 4 für den Unterstempel 2 und einer den gegenüber dem Preßstempel um bis zu 25 mm, vor- io Druck aufnehmenden Druckplatte 6. Der in den zugsweise bis zu 14 mm geringeren Außendurch- Matrizenring 1 eingelegte Rohling wird durch Einmesser übergehen und vorzugsweise an diese mit führen des mit einem Ausstoßerstift 12 versehenen einem Radius von bis zu 6 mm, insbesondere bis zu Preßstempels 11 durch Vorwärts-Fließpressen ver-3,5 mm angerundet sein. Je nach den Anforderungen formt. Der mit einer Ringschulter versehene Preßkönnen am Rand der Stirnfläche auch gegensinnig 15 stempeln weist zwischen dieser und dem Außenkonische Flächen, beispielsweise tonnenfönnig aus- rand der Stirnfläche eine konische Fläche 10 auf. gebildete Flächen vorgesehen sein. Während des Fließpressens wird durch das gegen die

Durch die erfindungsgemäß am Rand der Stirn- konische Fläche 10 zur Anlage kommende Metall fläche des Preßstempels vorgesehenen konischen ein starker, einwärts gerichteter Druck ausgeübt, der Flächen wird eine dem sich in der axialen Aus- 20 ein Sprengen des Preßstempels 11 durch die sich in nehmung aufbauenden Sprengdruck direkt entgegen- der Ausnehmung 9 aufbauenden Seitendruckkräfte gerichtete Gegenkraft erzeugt, die eine vorzeitige Zer- verhütet. Das in den Zwischenraum zwischen der störung der Preßwerkzeuge wirksam verhindert. konischen Fläche 10 und dem Matrizenring 1 ein-Durch zweckentsprechende Wahl der Abmessungen geflossene Metall kann später spanabhebend oder und der Winkellage der konischen Flächen innerhalb 25 durch Abstanzen entfernt werden,
der angegebenen Bereiche kann die Richtung und Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus Stärke der einwärts gerichteten Gegenkraft auf die einem Matrizenring 1, der sich auf einem Unterteil 13 Form und Abmessung der axialen Ausnehmung ab- abstützt. Durch den in den Matrizenring 1 eingestimmt werden. geführten Preßstempel 11 wird der Rohling durch

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungs- 30 Rückwärts-Fließpressen entsprechend den Werkzeugformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die konturen zu einer Hülse verformt. Der Preßstempel Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt 11 besitzt eine axiale Ausnehmung 15 zur Erzeugung

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eines zylindrischen Nippels und eine am Rand der

eine Vorrichtung zum Vorwärts-Fließpressen, Stirnfläche angeordnete konische Fläche 16, welche

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch 35 ein Sprengen des Preßstempels 11 verhindert,

eine Vorrichtung zum Rückwärts-Fließpressen, Wenn die zu erzeugenden Werkstücke an der

F i g. 3 einen schematischen Längsschnitt durch Außenfläche und an der Innenfläche des Bodens mit

einen Preßstempel mit einer Ringschulter und einer Vorsprüngen versehen sein sollen, braucht lediglich

an diese angerundeten, zu dieser stumpfwinklig ver- eine entsprechende Ausnehmung im Unterstempel 2

laufenden konischen Fläche, 40 vorgesehen werden. Die fertigen Fließpreßteile kön-

F i g. 4 einen schematischen Längsschnitt durch nen auf beliebige bekannte Weise aus der Matrize

einen Preßstempel mit einer Ringschulter und einer entfernt oder vom Preßstempel abgestreift werden,

angerundeten, zu dieser spitzwinklig verlaufenden Das Wesen der Erfindung liegt in der richtigen

konischen Fläche, Formgebung der dem Werkstück zugewandten Kontur

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch 45 des Preßstempels 11. Beispiele hierfür sind in den einen Preßstempel mit einer zylindrischen axialen F i g. 3 bis 8 dargestellt. Dabei soll der größte Durch-Ausnehmung und einer an eine Ringschulter an- messer der konischen Fläche 10 0 bis 25 mm, vorgerundeten, zu dieser stumpfwinklig verlaufenden zugsweise 0 bis 14 mm kleiner sein, als der Durchkonischen Fläche, messer des Preßstempels 11. Der Kegelwinkel 17 der

F i g. 6 einen schematischen Längsschnitt durch 50 konischen Fläche 10 soll 3 bis 30° und deren Länge

einen Preßstempel mit sich längs einer nach außen das 0,5- bis l,5fache der Tiefe der Ausnehmung 19

vorspringenden Kante treffenden, gegensinnigen des Preßstempels 11 betragen. Die Anrundung soll

konischen Flächen, zweckmäßig einen Radius 20 von 0 bis 6 mm, vor-

F i g. 7 einen schematischen Längsschnitt durch zugsweise 0 bis 3,5 mm aufweisen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   . 1. Vorrichtung zum Kaltfließpressen von mit axialen Vorsprüngen versehenen, insbesondere hülsenförmigen Leichtmetall-Fließpreßteilen, mit einem in eine Matrize einführbaren Preßstempel mit einer in dessen Stirnfläche eingetieften, axialen Ausnehmung und einem vom rechten Winkel abweichenden Übergang von der Stirnfläche zur Schaftfläche,· dadurch gekennzeichnet, daß der Preßstempel (11) am Rand seiner Stirnfläche in einem dem 0,5- bis l,5fachen der Tiefe der Ausnehmung'(19) entsprechenden Längenbereich (18) eine umlaufende, konische Fläche (10) mit einem Kegelwinkel (17) zwischen 3 und 30° aufweist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Fläche (10) in eine Ringschulter mit einem gegenüber dem Preßstempel (11) um bis zu 25 mm, vorzugsweise bis zu 14 mm geringeren Außendurchmesser (16) übergeht und vorzugsweise an diese mit einem Radius von bis zu 6 mm, insbesondere bis zu 3,5 mm angerundet ist.
3. 3. Vorrichtung -nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand der Stirnfläche gegensinnig konische Flächen vorgesehen sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegensinnig konischen Flächen zwischen der Stirnfläche und der Ringstufe tonnenförmig ausgebildet sind.