DE19743857C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Blechteilen aus ebenen Blechzuschnitten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Blechteilen aus ebenen Blechzuschnitten.

Kegelstumpfförmige Blechteile werden in vielen Bereichen der Technik sowohl als Halbzeug als auch als Endprodukt benötigt, beispielsweise können Lampenschirme auf diese Weise hergestellt werden.

Stand der Technik sind blechumformende Verfahren, hier sind insbesondere zu nennen:

• - Metalldrücken, dabei wird ein flaches, in diesem Fall kreisrundes Stanzteil mittels einer Rolle von allen Seiten über einen Dorn gedrückt. Nachteilig hierbei ist eine ungleichmäßige Metallverjüngung, welche im oberen Bereich des Kegels besonders ausgeprägt ist.
• - Metallfalten, dabei wird das flache Stanzteil in einem Arbeitsgang nach oben geklappt und in einem weiteren Arbeitsgang in eine runde Form gebogen. Nachteilig ist hierbei insbesondere, daß mehrere Arbeitsgänge aneinander gereiht werden müssen. Weiterhin ist die Herstellung der notwendigen Werkzeuge sehr schwierig und in der Regel nur mittels aufwendiger Erodierverfahren möglich.

Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung kegelstumpfförmiger Blechteile ist aus der DE 39 04 599 A1 bekannt. Hier wird ein Spritzbeutel beschrieben, der zumindest in den wesentlichen Arbeitsgängen tiefgezogen wird. Hierdurch können jedoch inhomogene Materialverjüngungen auftreten, welche sich nachteilig auf die Oberflächenbeschaffenheit des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteils auswirken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, kegelstumpfförmige Blechteile aus ebenen Blechzuschnitten in einem Arbeitsgang herzustellen, wobei keine großflächigen Blechverjüngungen auftreten sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein ebener Blechzuschnitt, der aus einem inneren in etwa kreisförmigen Bereich sowie an diesem über einen etwa kreisförmigen Umfang angeordneten äußeren Bereichen besteht, welche jeweils Abwicklungen eines Teils der Mantelfläche des zu erzeugenden kegelstumpfförmigen Blechteils sind, mittels einer Biegevorrichtung in einem Arbeitsgang zu einem kegelstumpfförmigen Blechteil gebogen wird.

Die Abwicklung wird dabei so gewählt, daß der ebene Blechzuschnitt punktsymmetrisch zur Mittelachse des Kegels ist. Bohrungen und Durchbrüche, die der Kegel in seiner endgültigen Form aufweisen soll, können an diesem ebenen Blechzuschnitt bereits angebracht werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein von seinen Hauptfunktionselementen her zweiteiliges Werkzeug, welches aus einer Matrize, deren Innenfläche der Außenfläche des herzustellenden Kegels entspricht sowie einem Stempel, dessen kegelstumpfförmiger vorderer Bereich den Abmessungen des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteiles abzüglich der Blechdicke entspricht, vor.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß mittig in der Matrize ein axial verschiebbarer Gegenhalter angebracht ist. Aufgabe des Gegenhalters ist es, das Blechstück gegen Verrutschen zu sichern und zugleich eine unbeabsichtigte Verformung der Deckfläche zu verhindern. Dazu weist der Gegenhalter vorzugsweise einen Zentrierstift auf, der durch ein in der Mitte des ebenen Blechzuschnitts angebrachtes Loch in eine Bohrung des Stempels eingreift. Der Konus des Stempels weist dazu vorteilhafterweise an seiner Spitze eine Stirnfläche auf, deren Durchmesser dem Durchmesser des Stempels abzüglich der doppelten Blechdicke des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteiles beträgt. Um einen Betrieb auch bei verschmutztem Werkzeug zu ermöglichen und um mögliche Fertigungstoleranzen anzugleichen, wird die Passung Zentrierstift/Zentrierbohrung vorzugsweise als Spielpassung ausgeführt.

Der Stempel wird vorzugsweise mittels einer Feder gegen den Stempel gedrückt. Der Federweg ist so bemessen, daß der Stempel vollständig aus der Matrize herausgedrückt werden kann.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen beispielhaften ebenen Blechzuschnitt als Ausgangsprodukt;

Fig. 2 ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugtes kegelstumpfförmiges Blechteil in der Seitenansicht;

Fig. 3 das kegelstumpfförmige Blechteil gemäß Fig. 2 in der Draufsicht;

Fig. 4 die zugehörige Vorrichtung im Schnitt.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen.

Ein ebener Blechzuschnitt 6 als Ausgangsprodukt läßt sich in zwei Bereiche einteilen; einen inneren kreisförmigen Bereich 61, welcher der Deckfläche des kegelstumpfförmigen Blechteils entspricht sowie zwei äußere Bereiche 62, die sich in etwa als Abwicklungen je einer halben Kegelmantelfläche ergeben. Mittig im inneren kreisförmigen Bereich 61 ist vorzugsweise ein Zentrierloch 63 angebracht. Der ebene Blechzuschnitt 6 wird vorteilhafterweise in einem Arbeitsgang durch Stanzen hergestellt.

Fig. 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Vorrichtung zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Blechteilen im Schnitt. Sie umfaßt eine rotationssymmetrische Matrize 2 mit einer trichterförmigen Vertiefung, deren innere Oberfläche 21 der äußeren Form des herzustellenden Kegels entspricht. Am oberen Rand der trichterförmigen Vertiefung ist diese mit einer umlaufenden Abrundung 22 versehen. In der Mitte der Matrize 2 ist eine Bohrung angebracht, durch die ein Gegenhalter 4 nach oben herausragt. Der Gegenhalter 4 besitzt an seiner oberen Stirnseite einen Zentrierstift 41.

An seiner unteren Stirnseite besitzt der Gegenhalter 4 eine Federgegenplatte 42, die von einer Gegenhalterfeder 43 nach oben gedrückt wird. Die Gegenhalterfeder 43 stützt sich an einem Matrizenunterteil 5 ab, welches gleichzeitig als Führung für die Federgegenplatte 42 bei deren Niederdrücken dient. In die Matrize 2 kann ein Stempel 3 eingefahren werden. Der Stempel besteht in seinem unteren Bereich aus einem Konus 31 sowie einer Auflagefläche 33. Die Mantelfläche des Konus 31 entspricht dabei in etwa der inneren Form des herzustellenden Kegels. Senkrecht zur Auflagefläche 33 ist eine Zentrierbohrung 32 angebracht. In die Zentrierbohrung 32 kann der Zentrierstift 41 eingreifen. Die Auflagefläche 33 liegt dann auf der den Zentrierstift 41 umgebenden Stirnfläche des Gegenhalters 4 an.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Blechteils aus dem oben beschriebenen ebenen Blechzuschnitt 6 mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung verläuft nun wie folgt:

Der ebene Blechzuschnitt 6 wird so auf den Gegenhalter 4 aufgelegt, daß der Zentrierstift 41 durch das Zentrierloch 63 ragt. Der Stempel 3 wird nun auf den Gegenhalter 4 zugestellt, wobei der Zentrierstift 41 in die Zentrierbohrung 32 eingeführt wird. Mit der Auflagefläche 33 wird der ebene Blechzuschnitt 6 gegen den Gegenhalter 4 gedrückt, wobei die Gegenhalterfeder 43 einen Gegendruck erzeugt. Durch den Zentrierstift 41 und durch die reibschlüssige Verbindung zwischen Gegenhalterstirnfläche, ebenem Blechzuschnitt 6 und Auflagefläche 33 wird der ebene Blechzuschnitt 6 in waagerechter Richtung fixiert. Der Stempel 3 wird nun weiter in Richtung der Matrize 2 zugestellt, wobei der Gegenhalter 4 entgegen der Federkraft der Gegenhalterfeder 43 zurückgeschoben wird. Durch die Zustellbewegung werden zunächst die beiden äußeren Bereiche 62 des ebenen Blechzuschnitts 6 entlang der Begrenzungslinie zwischen innerem kreisförmigen Bereich 61 und der beiden äußeren Bereiche 62 nach oben hin umgebogen. Durch die Abrundung 22 wird dabei der Blechzuschnitt geschont. Sobald der Konus 31 die äußeren Bereiche 62 berührt, werden diese zudem in radialer Richtung gebogen. In der Endposition des Stempels 3 liegen die äußeren Bereiche 62 auf ihrer ganzen Fläche sowohl an der inneren Oberfläche 21 der Matrize 2 als auch am Konus 31 des Stempels 3 an. Der ebene Blechzuschnitt 6 nach Fig. 1 ist so zu einem kegelstumpfförmigen Blechteil wie es in Fig. 2 in der Seitenansicht und Fig. 3 in der Draufsicht dargestellt ist, gebogen worden. Entlang der Ränder der äußeren Bereiche 62 verbleiben je ein Spalt 64, deren Breite abhängig ist von der Genauigkeit des ebenen Blechzuschnitts 6. Der ebene Blechzuschnitt 6 könnte ebenso über mehr als zwei äußere Bereiche 62 verfügen, die jeweils einen entsprechend kleineren Teil der Kegelstumpfabwicklung umfassen. Bei z. B. drei äußeren Bereichen 62 umfaßt jeder Bereich etwa ein Drittel der Kegelabwicklung, entsprechend befinden sich dann drei um etwa 120 Grad versetzte Spalte 64 am erfindungsgemäß gefertigten kegelstumpfförmigen Blechteil.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von kegelstumpfförmigen Blechteilen aus ebenen Blechzuschnitten, dadurch gekennzeichnet, daß ein ebener Blechzuschnitt (6), der aus einem inneren in etwa kreisförmigen Bereich (61) sowie an diesem über einen etwa kreisförmigen Umfang angeordneten äußeren Bereichen (62) besteht, welche jeweils Abwicklungen eines Teils der Mantelfläche des zu erzeugenden kegelstumpfförmigen Blechteils sind, mittels einer Biegevorrichtung in einem Arbeitsgang zu einem kegelstumpfförmigen Blechteil gebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechzuschnitt (6) während des Biegevorganges mittels geeigneter Mittel (32, 41, 63) zentriert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechzuschnitt (6) in seinem inneren kreisförmigen Bereich (61) ein in etwa mittig ausgerichtetes Zentrierloch (63) aufweist.

4. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Matrize (2) mit einer inneren trichterförmigen Oberfläche (21) und einem Stempel (3) besteht, wobei die innere Oberfläche (21) der Matrize (2) die Form der Oberfläche des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteils besitzt, und ein Konus (31) des Stempels (3) die herzustellende Form des Kegelstumpfes abzüglich der Blechdicke besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (2) mittig über eine axial verlaufende Bohrung verfügt, in welcher ein Gegenhalter (4) axial verschiebbar gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenhalter (4) an seiner dem Stempel (3) zugewandten Stirnfläche ein Zentriermittel (41), beispielsweise in Form eines Stiftes, aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (31) an seiner der Matrize (2) zugewandten Seite über eine kleine Stirnfläche (33) verfügt, deren Durchmesser in etwa dem Durchmesser der Deckfläche des herzustellenden kegelstumpfförmigen Blechteils entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (33) mittig eine Zentrierbohrung (32) aufweist, deren Durchmesser so bemessen ist, daß der Zentrierstift (41) mit Spiel in die Zentrierbohrung (32) eingeführt werden kann.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (43) den Gegenhalter (4) über eine mit diesem verbundene Federgegenplatte (42) in Richtung des Stempels (3) drückt, wobei die Federgegenplatte (42) in einem Unterteil (5) der Matrize (2) geführt wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die innere trichterförmige Oberfläche (21) eine umlaufende Abrundung (22) aufweist.