Verfuhren und Vorrichtung zur Herstellung von metallenen Formstücken, insbesondere von Bolzenköpfen und dergl., durch Stauchen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung von metallenen Form stücken, insbesondere von Bolzenköpfen und dergleichen, durch Stauchen,
bei welchem ein zwangläufig hin und her bewegter Press- stempel mit einem den Ausgangswerkstab bei Beginn des Stauchens zwecks Verhin derung eines Verbiegens des letzteren auf einem Teil der zu stauchenden Stablänge umschliessenden Gegengesenk zusammen wirkt, das zwecks allmählichen Freilegens des restlichen Teils der zu stauchenden Stablänge während,des Stauchens rückläufig bewegt wird.
Das Verfahren gemäss der Er findung zeichnet sich dadurch aus, dass der Rücklauf des Gegengesenkes gegen Ende dieser Rücklaufbewegung mit einer solchen Geschwindigkeit erfolgt. dass sich der Ab stand zwischen dem Pressstempel und dem Gegengesenk vergrössert.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zur Ausführung des oben gekennzeichneten Verfahrens. Diese Vor- richtung zeichnet sich dadurch aus, dass.das Gegengesenk während der Einführung des Ausgangswerkstabes in seine Bohrung in seiner vordern Endlage starr- abgestützt ist und erst bei Beginn des Stauchvorganges für die Zurückbewegung,. die zwangläufig er folgt, freigegeben wird.
Auf der Zeichnung sind Ausführungs beispiele der Vorrichtung gemäss der Erfin dung, sowie eine weitere zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung dar gestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 bis '$ eine Vorrichtung in drei verschiedenen Arbeitsstellungen, Fig. 4 eine andere vollständige Vorrich tung von oben gesehen,
Fig. 5 die Seitenansicht einer Spur scheibe zur Bewegung des Gegengesenkes dieser Vorrichtung, Fig. 6-. ein Zeit-Wegdiagramm für .den Pressstempel und das Gegengesenk der Vor richtung gemäss Fig. 1 bis 3.
In einer Aussparung der hintern Gestell wand 1 der in Fig. 1 bis 31 dargestellten Vorrichtung ist ein hasten.- oder raUmenför- miger Einssatz 2 befestigt, in welchem ein aus zwei ineinandergeschraubten Teilen 31, .4 bestehender Gesenkhalter längsverschiebbar geführt ist.
Der vordere Teil 3 des Gesenk- halters 3, 4 enthält einerseits .das Gegen gesenk 5, das aus einem im Aussendurchmes ser abgestuften Rohr besteht, dessen abge setztes Vorderende 5' ein dem Querschnitt des noch zu beschreibenden Pressstempels 16 angepass-tes Profil besitzt.
Dieses Gesenk 5 ist in eine entsprechend abgesetzte und ge staltete Bohrung des Halterkopfes 3 von hin ten her soweit eingesetzt, dass das profilierte vordere Rohrende 5' aus dem Gesenkhalter 3, 4 frei hervorsteht. Ein an der Rückseite des Teils 3 angeschraubter Gewindering 6;
sowie ein zwischen: der Schulter des Rohres 5 und der Gegenschulter des Teils 3 einge legter Passring 7 und eine Unterlagscheibe 8 sichern das Gegengesenk 5 in seiner Lage im Gesenkhalter. Durch Auswechseln des Pass- ringes 7 und Nachstellen des Gewinderinges 6 bezw. durch Einfügen von
Unterlegschei- ben 8 zwischen: Gewindering und rückwärti- ger Stirnfläche des Gesenkes 5 hat man die Möglichkeit, die freiliegende Stirnfläche 5' des Gesenkes 5 gegenüber der Stirnfläche des Gesenkhalterteils 3.
genau einzustellen oder bei Abnutzung des vordern. Rohrendes nach einer Verkürzung,des Gesenkes letzteres. um den erforderlichen Betrag nachzustellen.
Die Teile 7, 8 sind Pass:stücke. Der Gesenkhalter 3:, 4 steht unter Wir kung einer in einer -Bohrung der Gestell wand 1 angeordneten Pufferfeder 9, welche den Halter 3, 4 mit dem Gegengesenk 5 stets in eine vordere Endlage zu drücken, sucht, in welcher der Halterteil 3 an eine arm Ein- satz 2 befestigte Anschlagplatte <B>10,</B> drückt.
Der Gesenkhalter :3., 4 kann entgegen der Kraft der Feder 9 zurückgeschoben werden, und zwar bis zum Anschlag an eine am Grunde der Aussparung der Gestellwand 1 vorgesehene Stahlplatte 11.
In der Bohrung des Gegengesenkes 5 führt sich ein Druck- bolzen 12, der sowohl als Widerlager für den Werkstab 14, als auch als Ausstosser für das fertige Werkstück dient.
Dieser Bolzen 12 sitzt an einer in der Gestellwand gefiihr- ten Druckstange 13, die durch ein nicht ge zeichnetes Getriebe in Abhängigkeit von der Hin- und Herbewegung des Press@schlittens so gesteuert wird, dass Stange 13 und Bol zen 12! beim Stauchvorgang in einer rück wärtigen Endlage kraftschlüssig abgestützt sind, beim leeren Rücklauf des Pressschlit- tens dagegen:
vorgeschoben werden. Gleichachsig zum Gegengesenk 5- ist in dem zwangläufig hin- und herbewegten Pressschlitten 15 ein Pressstempel 16 ange ordnet, .der an seiner Arbeitsseite zu einem Formgesenk ausgebildet ist. Im gezeichne ten Beispiele dienen die Werkzeuge zum Herstellen von Sechskantköpfen an Bolzen;
demgemäss weist das Formgesenk 1G auch eine im Querschnitt sechskantige Profilöff nung auf und die Bodenwandung 17 dieser Öffnung ist so .gestaltet, dass die übliche Abfaeung an den Sechskantköpfen gleich im Stauchverfahren mit erreicht wird.
Die Tiefe der Aussparung des Formgesenkes ist grösser als die Höhe des zu stauchenden; Bol- zenkopfes, weil beim Fertigstauchen des Bol- zenkopfes .das Vorderende 5' des Gegenge- senkes & in die Form mit eintreten;
und letz tere nach vorn. abschliessen soll. Ferner ist der Boden 17 des Formgesenkes lösbar im Stempel eingesetzt zu dem Zwecke, durch einfache Auswechslung des Bodens mit sonst gleichen Gesenkbeilen Bolzenköpfe von ver- o r Höhe herstel n zu können:.
<I>s</I> hiedene le Der vorn abgeschrägte Pressstempel 16 mit .dem auswechselbaren Boden 17 ist mit Hilfe einer an der Anlagefläche gleichfalls abgeschrägten Überwurfmutter 18 am Ge windeende eines bolzenförmigen Trägers 19 angeschraubt, der in eine Aussparung des Pressschlittens 15,
der den Halter des Press- stempels bildet, eingesetzt ist. Indem hinter dem Bolzen 19 frei bleibenden Raum der Aussparung sind zwischen zwei Stahlplatten 21 mehrere sehr stake Tellerfedern 20 aus Stahl eingefügt.
Alle diese Teile sind durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise eine in eine Längsaussparung des Bolzens 19 eingreifende Halteschraube gegen Her ausfallen aus der Bohrung,des Stempelschlit tens .gesichert, können aber in der Bohrung rückwärts verschoben werden entgegen der Kraft der Tellerfedern 20.
Der Pressstempel 16 kann also infolge seiner federnden Abstützung in achsialer Richtung ein wenig ausweichen und daher während des Fertigstauchens bei Überschuss an Stauchmaterial unter Verringerung seines Arbeitshubes so weit nachgeben, dass, eine Zerstörung des Formgesenkes nicht zu be fürchten ist.
Unterhalb des Pressstempels 16 ist in einer Längsbohrung des Pressschlittens 15 eine Druckstange<B>22</B> geführt, die mit ihrem vordern Ende aus dem Schlitten herausragt und den Zweck hat, beim Vorschub des Press- schlittens den Gesenkhalter 4, 3 mit dem Gegengesenk 5 entgegen der Feder 9 zurück zuschieben.
Die Stange 22 stützt sich mit ihrem innern Ende gegen den nach abwärts gerichteten Arm eines Winkelhebels 23, 24, der in einem senkrechten Schlitz .des Schlit tens angeordnet und um einen oben am Schlitten bVestigten Bolzen<B>2;5</B> drehbar ist. Der andere nach hinten gerichtete Arm 2-4 dieses Winkelhebels 23, 24 trägt eine dreh bar gelagerte Rolle 27. Letztere läuft an der Unterkante einer am Pressenrahmen ein stellbar befestigten Leitschiene 26, welche den die Druckstange abstützenden Hebel steuert.
Die Unterkante der Leitschiene ver läuft in der Hauptsache waagrecht, an dem dem Gegengesenikk 5 zugekehrten Schienen ende 26' ist sie dagegen schräg nach auf- wärts gerichtet.
Durch diese Ausbildung der Leitschiene -wird erreicht, dass: der Hebel 23, 24, so lange die Rolle 2,7 auf den waag rechten Teilen der Schienenunterkante läuft, an einer Drehung entgegen dem Uhrzeiger sinn gehindert ist: Der Hebel stützt dann die Druckstange 22 starr ab, so dass- letztere mit dem Schlitten indessen Vorschubrich- tung kraftschlüssig gekuppelt ist.
Die Stange 22 drückt infolgedessen, sobald sie an der Stirnfläche des Gesenkhalters 3, 4 anliegt, diesen zusammen mit dem Gesenk 5 entgegen dem Druck der Feder 9 zurück.
In dein Augenblick jedoch, wo der Gesenkhalter seine rückwärtige Endlageerreicht, das heisst an die Platte 11 anstösst, läuft die Rolle 27 auf den schrägen Endteil 26' der Schienen- unterkante auf, so dass der Hebel 23, 24 sich im Gegenuhrzeigersinne zu drehen und damit die Stange 2.2 in der Bohrung des Schlittens 15 sich zu verstellen vermag.
Der Verlauf des schrägen Teils 26,' ist dabei der art, dass die Stange 22 in ihrer bei vollstIn- dig zurückgeschobenem Gesenkhalter 3, 4 erreichten Stellung stehen bleibt und so das Gesenk in seiner rückwärtigen Endlage fest hält, während der Pressschlitten 15 mit dem Stempel 16 den restlichen Arbeitshub voll führt.
Zwischen dem geraden; Führungsteil der Schiene -26 und dem schräg abfallenden Teil 26' ist ein vorstehender Nocken 26" vorge sehen, der gegen das dem Gegengesenk 5 zu gekehrte Schienenende stark abfällt. Durch den Nocken 2'6" wird die Druckstange 22, so gesteuert, dass, sie vor Beendigung des Ver- stauchungsprozesses den Gesenkhalter 3, 4 mit dem Gegengesenk 5 beschleunigt zurück- drückt.
Der mit einem Bolzenkopf zu versehene Ausgangswerkstab 14 wird in bekannter Weise bei in der rückwärtigen Endlage be findlichem Pressschlitten 15 vor das Gegen gesenk 5 gebracht und beim Vorgang des Pressschlittens durch den Stempel 16 in die Bohrung des Gegengesenkes 5 eingeschoben, so dass er sich auf den Druckbolzen 12 auf setzt.
Die Gesenkbobrung enthält dann. nicht nur den nicht umzuformenden Werkstabteil, sondern auch einen Teil der umzuformenden Stablänge, und zwar einen solchen Teil, dass von dieser Länge nur ein unterhalb der Knickgrenze liegender Teil frei aus dem Ge- gengesenk 5 herausragt, damit ein Verbiegen des Werkstabes nicht eintritt. Sobald das Einschieben des ,
Werkstabes beendet ist (Fig. 1 zeigt die Stellung der Teile kirz vAr Beendigung des Einschiebens), beginnt die Vorstauchung, indem der freiliegende Teil des. Werkstabes durch den weitergehenden Pressstempel 16 zusammengedrückt wird.
Gleichzeitig damit findet über die Stange 22 das Zurückschieben des Gegengelenkes 5 statt, wodurch auch der übrige umzufor mende Stabteil nach und nach freigelegt und vorgestaucht wird.
Die rückläufige Bewe gung des Gegengelenkes findet dabei infolge des Nockens 2'6" an der Steuerschiene 26, für die Stange 22 gegen Ende der Rücklaufbe- wegung beschleunigt statt, so dass der umzu- formende Stabteil ;
gegen Ende des Vorstau- chens schneller freigelegt- wird und der Ab stand zwischen Pressstempel 16i und Gegen gelenk 5 sich vergrössert. Sobald die rück läufige Bewegung des Gegengelenkes 5 be endet ist (Fix.
2), beginnt die Fertigstau- chung, indem der zu einer rohen Verdickung vorgestauchte Werkstoff in dem im Press- stempel 16 ausgesparten Form@gesenk aus gebreitet und zu einem fertigen, Bolzenkopf gepresst- wird (Fix. 3).
Danach geht der Pressschlitten 15 zurück, und es wird nun durch Vorschub der Stange 1.3 mit dem Druckbolzen 12 das fertige RTerkstück aus geworfen.
Das Zusammenwirken des Gegengelenkes und des Pressstempels ist in dem Zeit-Weg- diagramm: Fig. 61 veranschaulicht. In dieser Darstellung ist die Zeit auf der horizontalen Achse t und. der von dem Gegengelenk und dem Pressstempel in der Zeit t zurückgelegte Weg auf der senkrechten Achse s eingetra gen.
Dabei ist zur Vereinfachung der Dar stellung angenommen, dass sich der von einer Kurbel oder einem Exzenter angetriebene Pressstempel mit .gleichförmiger Geschwin digkeit bewegt.
Die Zeit-Wegkurve des Stempels während eines Arbeitshubes ist durch eine ausgezogene Linie, die entspre chende Kurve. des Gegengelenkes durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Der Punkt a im Diagramm entspricht dem Mo ment, wo die Stange 2,2; beim. Vorgehen des Schlittens den Halter 3,. 4 berührt (siehe Fig. 1).
Die Punkte b, c entsprechen der Stellung @dei 'feile in Fig. 2 und 3. Wie aus der Darstellung ersichtlich, legen Gegen gelenk und Pressstempel anfänglich gleiche Wegstrecken zurück, das heisst sie bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit.
Nachdem aber das anzustauchende Werkstück schon eine gewisse Verdickung erfahren hat, wird das Gegengelenk beschleunigt zurückgeführt. Dieses wird in Fig. 6 durch -die Abweichung nach oben der strichpunktierten Kurve von der geradlinig verlaufenden Kurve des Press- stempels bemerkbar.
In diesem Zeitab schnitt legt das Gegengelenk grössere Weg strecken zurück als der Pressstempel. In folgedessen wird die anzustauchende Werk stücklänge schneller freigegeben.
Dieser beschleunigte Rücklauf ist been det, sobald das Gegengelenk seine feste rück wärtige Stellung erreicht hat. In diesem Zeitpunkt geht in dem Diagramm Fig. 6 der ansteigende Teil der strichpunktierten Kurve in den nach rechts verlaufenden waagrechten Ast über.
Die beschriebene Beschleunigung der Bewegung des Gegengelenkes 5 gegen Ende des Rücklauf. hat gegenüber der bekannten mit dem Vorschub des Pressstempels über- einstimmenden: Rücklaufbewegung wesent liche Vorteile.
So ist zunächst der auf den umzuformeniden Ausgangswerkstab beim Vorstauchen auszuübende und vom Druck bolzen 12 aufzunehmende Druck vermindert, so dass er nicht mehr, wie bisher, zu einer solchen Grösse anwachsen kann, dag der Druckbolzen zu Bruch geht.
Die Beschleu nigung der Rücklaufbewegung hat ferner zur Folge, dass die Fertigstauchung früher einsetzen kann als bei der bekannten Rück lauf bewebgung des Gegengelenkes. wodurch auf der einen Seite eine Leistungssteigerung erzielt und auf .der andern Seite eine Ver- besserung in der Güte der Werkstücke inso fern erreicht wird,
als die im angestauchten Kopf nach allen Seiten ausgeknickte Walz- faser des Werkstoffes einen günstigeren Ver lauf erhält als bisher.
Die Beschleunigung des letzten Teils des Rücklaufe$ des Gegengelenkes 5 ist ohne Gefahr für den zu stauchenden Werkstab möglich, weil beim Einsetzen der Beschleuni gung der freiliegende Teil der Stablänge bereits verdickt und damit die Knickgefahr beseitigt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 erfolgt nur die Rücklaufbewegung des Gegen gesenkes zwangläufig, während sein Wiedervorschieben durch die Feder 9 be wirkt wird, die das Gesenk auch in der vor- dern Endlage abstützt.
Im Gegensatz dazu wird bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 das Gegengesenk einerseits in der vor- dern Endlage starr abgestützt, anderseits er folgt nicht nur seine rückläufige Bewegung, sondern auch das Wieder-vorschieben zwang läufig.
An dem das in Fig. 4 nicht sichtbare Gegengesenk enthaltenden Gesenkhalter 39 sind zwei auf entgegengesetzten Seiten der Auswerferstange 12, 13 liegende waagrechte Stangen 40 befestigt, die :
durch Bohrungen der Gestellwand 1 nach hinten aus der \Vand herausgeführt und an ihren rückwär tigen Enden durch eine Brücke 41 verbunden sind. Gesenkhalter und Gegengesenk sind bei dieser Ausführungsform gleich ausgebil det wie bei der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung, auch hier sind Passstüoke vor handen.
Die Brücke 41 ist durch zwei oben und unten an ihr vorgesehene gleichachsige Zapfen 42, die an je einem in einem Schlitz der Brücke 41 .geführten Kulissenstein sitzen, mit einem bei 43 an der Gestellwand 1 gela gerten einarmigen Hebel 44 verbunden, der aus einer oberhalb und einer unterhalb der Brücke liegenden Lasche gebildet ist. Dieser Hebel steht durch eine angelenkte Stange 45 mit einem einarmigen, am Gestell gelagerten Hebel 46 in Verbindung, der an seinem freien Ende eine Rolle 47 trägt.
Diese Rolle greift in die Spurnut 48 einer auf der Kur- belwelle 32. befestigten Spurscheibe 49 ein, welche dazu dient, den Gesenkhalter 39 vor und zurückzubewegen und in der vordern Endstellung abzustützen.
Die Nut 48 der Spurscheibe 49 weist einen etwa über einen Halbkreis sich er- streckenden, kreisförmigen zur Welle kon zentrischen Teil auf, während ihr anderer Teil exzentrisch ist.
Der konzentrische Teil der Spurnut dient :dazu, das Gegengesenk in . der vordern Endlage starr abzustützen, der exzentrische Teil bewirkt dagegen das Zurückschieben des Gegengesenkes, dessen vorübergehendes Festhalten in der hintern Endlage und das Wiedervorschieben. Der ansteigende Ast, der die rückläufige Bewe gung des Gegengesenkes bewirkt, ist dabei so gestaltet,
dass das Zurückschieben des Gegengesenkes zunächst in Übereinstimmung mit dem Vorschub des Pressstempels, gegen Ende des Rücklaufes dagegen beschleunigt erfolgt, so dass, der gleiche Erfolg erreicht wird wie im Beispiel nach Fig. 1 bis 3 durch den Nocken 26" an der Schiene 26.
Auch hier wird gegen Ende des Rücklaufes das Gegengesenk mit einer solchen Geschwindig keit bewegt, dass sich der Abstand zwischen dem Pressstempel 16 und dem Gegengesenk vergrössert.
Dadurch, dass das Gegengesenk in vor derer Endlage bei dieser Vorrichtung starr abgestützt ist, wird verhindert, dass schon beim Einführen des Werkstabes in die Ge- senkbohrung ein Zurückschieben des Gegen- gesenkes stattfindet.
Es ist also die Gewähr dafür gegeben, dass der Werkstab stets um den vorgeschriebenen Betrag eingeführt wird, so dass er bei Beginn des Vorstanchens nicht zu weit aus der Gesenkbohrung herausragt, was infolge Überschreitung der Knickgrenze zu Ausschuss führen würde.
Dadurch, dass die Bewegung des Gegengesenkes in beiden Richtungen zwangläufig erfolgt, sind end lich Hemmungen und Störungen., die bei Verwendung von Federn leicht eintreten können, vermieden. Der Pressstempel 1G ist in dem seinen Halter bildenden Pressschlitten 15 auf Tellerfedern gelagert.
_ Ausser zum Äustauchen von Köpfen an Bolzen ist das beschriebene Verfahren mit Vorteil auch zum Stauchen von schaftlosen Gegenständen, wie Kugeln, Fassonstücken und dergleichen, insbesondere Stücken mit im Verhältnis zur Oberfläche grossem Raum- inhält anwendbar.
Auch bei der Herstellung dieser Gegenstände wird bei Beginn des Stauchvorganges ein Teil der umzuformen den Werkstablänge vom Gegengesenk auf- genommen und dann während des Vorstau- chensdurch Zurückschieben des Gegengesen- kes freigelegt.
Ein Gegengesenk zur Herstel lung von Kugeln kann beispielsweise ähnlich wie der zugehörige Pressstempel eine halb kugelige Aussparung haben, an die sich beim Gegengesenk eine Bohrung zur Aufnahme eines Teils des zur Kugel umzuformenden Werkstabes und eines zum Abstützen des Stabes, sowie gegebenenfalls als Ausstosser dienenden Druckbolzens anschliesst.