CH190780A

CH190780A - Verfahren und Einrichtung zur Verformung von Metallen.

Info

Publication number: CH190780A
Authority: CH
Inventors: Kafowi Johann
Original assignee: Kafowi Johann
Priority date: 1935-11-14
Filing date: 1936-05-26
Publication date: 1937-05-15

Description

Verfahren und Einrichtung zur Verformung von Metallen. Es sind bereits verschiedene Einrichtun gen zur Verformung von Metallen in war men. Zustande, sogenannte Warmpressverfah- ren bekannt.

Die Erfahrung hat jedoch ge- zeigt"dass die Verdichtung des Materials bei Verpressen nach bisher üblichen Verfahren öfters nicht genügt, so dass häufig ein Vor- und Nachpressen vorgenommen werden muss, auch wenn sogenannte Vorpresslinge, sei es auch durch Sandguss, sei es durch Spritzguss, hergestellt werden.

Die bei diesem Verfahren auftretenden Übelstände .sind vorwiegend die folgenden: a.) Das Auftreten von Falten und Blasen als Folge -der beim Eingiessen des Vorpress- lings auftretenden Erscheinungen des Nach- au@ens (Fig. 1), b J die ungleichmässige Verteilung der so wohl im Nachsaugkanal, als auch an der Oberfläche des Gussstückes auftretenden G ussunreinheiten, die zu Einschlüssen und Falten im Pressstück führen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verformung von Me tallen und zu dessen Durchführung dienende Einrichtungen.

Auf der Zeichnung sind Ausführungs beispiele .der Einrichtung des Erfindungs verfahrens dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 ,die bei bekannten Giessverfahren nachteilig auftretende Saugfalte, Fig. ,2i eine Warm- presseinrichtung mit einer obern und untern Matrizenstufe,

vorwiegend als Einzelpresse und Fig. 3 eine Warmpresseinrichtung für das gleichzeitige Pressen mehrere Pressstücke.

Das Wesen der Erfindung ist hierbei darin gelegen, dass als Rohling, der zur Her stellung des Presslings dient, ein zum min desten annähernd kugelkalottenförmige Ge stalt aufweisendes Stück verpresst wird. Be kanntlich besitzt unter allen Körpern die Kugel das grösste Volumen bei kleinster Oberfläche.

Wird daher die Kugelform für ,den Rohling gewählt, so muss bei Verformen desselben aus der Kugelform in einen, andern Körper, z. B. in einen Zylinder, als Ersatz für Stangenmaterial zwangsweise eine Ver grösserung der Oberfläche eintreten, weshalb eine Faltenbildung infolge Oberflächenver kleinerung unmöglich wird.

Daher erfordert auch, wie theoretisch erwiesen wurde, die Verformung einer Kugelkalotte weniger Verformungsarbeit, bezw. ist bei gleich grossem Kraftaufwand die grösste Verdich tung des Pressstückes gewährleistet., Der Kugelschnittkreis einer Kalotte seinerseits begrenzt bei kleinstem Umfang die grösste Fläche, welche es nun ermöglicht, dass .die Gussunreinheiten, welche stets nach oben streben,

sich jedenfalls in der obersten Schicht der Kalotte sammeln und- gleich mässig und verteilt an der Oberfläche schwimmen, was, wie die Erfahrung bezeigt hat, besser und .gleichmässiger als bei jeder andern Form. beim erfindungsgemässen Ver fahren der Fall ist. Auch der Nachsaugkanal verschwindet bei Anwendung, bezw. Wahl der Kalottenform nahezu zur Gänze und tritt höchstens in Gestalt einer kaum merk baren Mulde in Erscheinung.

Selbstredend umfasst die Erfindung auch solche Formen des Gussstückes, die wohl kei nen idealen Kugelkalottenkörper darstellen, sich aber -der gugelkalottenform nähern, z. B. Rotationskörper mit flacheren Kurven als die Kreislinie als Erzeugende und ähn liche flache Körper.

Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass die glückliche Wahl der Kalottenform, das Ver fahren zu einem vorteilhaften macht, weil eben hiedurch die sehr unangenehme Falten bildung während -des Giessens des Rohlings gänzlich vermieden, zumindestens aber auf ein Minimum reduziert wird. Die beim Roh ling auftretende Faltenbildung infolge des Nachsaugens kann während des späteren Pressens auch dann zum Verschwinden, ge bracht werden,

wenn das warm verpresste Material in eine verengte Form (Zylinder) überführt wird. Der Rauminhalt der Kalotte muss wegen das Nachsaugens immer etwas grösser als der Rauminhalt des Presslings sein. Es kommt aber im hohen Masse darauf an, dass die Form der Kalotte in ein rich tiges Verhältnis zu dem erforderlichen Vo lumen gebracht wird.

Je mehr sich die Kalotte der Halbkugel nähert, desto grösser würde der Saugkanal werden und,desto grö sser die für viele Formstücke störende Saug falte. So zeigt auch dieser überraschende Effekt die Richtigkeit des Erfindungsgedan kens, der in der Wahl der Kalotte als der Grundform für die Gussform,des Warmpress- rohlings gelegen ist. Es muss .auch, wie oben erwähnt, sowohl die Höhe, als auch der obere Begrenzungskreis genau im richtigen V er- häItnis zum späteren Pressstückvolumen ste hen.

Die tatsächliche Grösse der für jeden Einzelfall zu wählenden Kalotte ergibt sich jeweils durch einfache Errechnung des Press- lingsvolumen unter Berücksichtigung der Gratbildung.

Das Ausgangsmaterial für Warmpress- verfah.ren bilden in oder Regel gezogene Mes singstangen, deren Herstellung an und für sieh kostspielig ist und die von :den, Kartel len im Preise in :der Regel sehr hoch gehal ten werden;

insbesondere in Ländern, in -welchen derartige Metallstangenziehwerke nicht bestehen, stellt sich der Bezug dersel ben teurer, weil auch noch Zoll und Fracht 'bezahlt werden:

müssen. Ein wesentlich ökonomischer und betriebstechnischer Vor teil des neuen Verfahrens besteht daher darin, dass seine Anwendung es erlaubt, den ganzen Prozess des Warmpressens vom Bruchbuss als Rohmaterial bis zum fertigen Warmpresss.tück in einem Zuge im eigenen. Werk unter eigener Kontrolle durchzu führen.

Die durch ,die Wahl der Kalotte als Guss form :geschaffene Voraussetzung für das Eintreten des grössten Deformationseffektes und .die richtige Ablagerung der Verunreini gungen wird durch die richtige Wahl der Matrizenform (Fi:g. 2), welche die grösste Dichte und die grösste Reinheit des Vorpress- lings selbst bedingt, unterstützt.

Der obere Teil o der Matrize, welche wie aus ,der Zeichnung (Fi,g. 2) ersichtlich, einen abgestuften Hohlraum besitzt, ist so aus.ge- bildet, dass der obere \feil @cdieserStufe einen im Verhältnis zum Gussstück sehr grossen zylindrischen Raum darstellt, während der untere Teil u so bemessen ist, dass er nach Fertigpressen vom Pressling ausgefüllt wird, d. h. es wird diesem untern Teil u, d. h.

der Pressform vermittels des verstellbaren Aus- stossars a, der gleichzeitig .den Boden des Teils u bildet, ein solcher Rauminhalt gege ben, dass er genau jenen Kubikinhalt hat, den das endgültige Warmpressstück haben soll. Der obere Matrizenteil o ist so @dimen- sioniert und der Presshub nur so gross ge wählt, dass ein Pressgra.t von genügender Grösse entsteht.

Es werden nicht immer sogleich die end gültigen W.armpressstücke geformt, sondern oftmals Zwischenprodukte hergestellt, die Vorpresslinge .genannt werden. Da vielfach Einrichtungen vorhanden sind, welche die Verarbeitung .der vorerwähnten gezogenen Mangen zum Gegenstand haben, so werden auch beim erfindungsgegenständlichen 'Ver fahren oftmals aus ku;gelkalottenförmigen Rohlingen Vorpresslinge zylindrischer Form hergestellt.

Wie erwähnt, bildet der Ausstossar a den Boden des Teils u nach unten zur Gänze, eventuell nur zum Teile und ermöglicht rasches Arbeiten, anderseits eben infolge seiner Z'erstellbarkeit in vertikaler Richtung die Verwendung "ein und derselben Press- form für die verschiedensten Pressstüek- längen.." Bei. Herstellung vieler kleiner Pressstücke wird zweckmässig wie folgt vorgegangen:

Der Unterteil u enthält als Pressform meh rere Hohlformen. Zur Verformung wird ein einzelner Rohling in .der erfindungsgemässen Kalottenform verwendet, welcher über die einzelnen Hohlformen hinwegreicht. Die Matrize ist hier offen, das heisst der Stem pel erhält keine Führung durch eine ent sprechende Ausgestaltung der Matrize.

Da -wie erwähnt, die Kalotte über die einzelnen Hohlformen hinwegreieht, so wird sich bei Herausgehen des Stempels ein Stück ausbil den, bei welchem .der Grat als eine Art Scheibe erscheint,

aus dem die einzelnext Pressstücke herausragen. Der Grat ist also den Pressstücken gemeinsam. Wird nun der Ausstossar a nach oben bewegt (selbstver- ständlieh nach Hub des Stempels), so stösst er gegen den Grat und hebt ,durch diesen die einzelnen Presslinge aus den Formen. Der Pressstempel hat vor allem deshalb keine Führung im Unterteil,

damit der Grat sich nach Bedarf seitlich verbreitern kann.

Der Rohling wird zunächst in den obern Teil o der stufenförmig ausgebildeten Ma trize (Fig. ,2) eingelegt. Entgegen der bis herigen Anschauung soll bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nicht etwa ein möglichst dünner und schmaler Pressgrat erzeugt werden, sondern ein Grat von genügender Stärke, um nicht nur die sämtlichen,

im obern Teil des Gusskalotten- stückes angesammelten Unreinheiten in sich aufnehmen zu können, sondern auch bei Er starren stark genug ist, um dem Press,druck Widerstand zu leisten, @d. h. das Ausweichen weiteren Materials nach der ,Seite zu verhin dern und :

das Herabgleiten der von Unrein heiten freien Materialteile, die noch warm und daher formbar sind, unter dem Press- druck, bis zum völligen Ausfüllen ,der Form zu verbürgen.

Durch diese Vorkehrungen wird unter Minimalaufwand von Deforma- tionsarbeit ein vollkommen dichter, reiner, falten- und riss.freier Pressling erhalten, der das sonst verarbeitete Stangenmaterial er- übrigt.

Der die Unreinheiten enthaltende Guss- grat wird in bekannter Weise abgegratet. Die Matrize nach Fig. 21 wird zur Durch führung des Verfahrens so bemessen, dass der Hohlraum im Unterteil u, d. h.

in der Pressform dem beabsichtigten Kubik inhalt .des abgegräteten Pressstückes an nähernd gleich ist, während der Oberteil o so gross ist, dass der gewünschte kräftige Grat in ihm nach Fertigpressen noch Platz findet.

Erfindungsgemäss wird dieser Ober teil zumindestens den doppelten Durchmes-, ser des untern zur Aufnahme des Presslings dienenden Teils u aufweisen..

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Warmpressverfahren zur Verformung von Metallen -.darin bestehend, da3 ein zu mindest ,annähernd kugelkalottenförmi- ger Rohling verpresst wird.

II. Presseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumin halt der Pressform mit dem Rauminhalt des zu verpressenden Körpers annähernd gleich ist. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1.

Warmpressverfahren nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung der Nachteile des Nachsaugens ein zumindest annähernd kugelkalottenförmiger Gussrohling ver wendet wird. 2.

Warmpressverfahren nach Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Höhe, als auch der Begren zungskreis des zumindest annähernd kugelkalottenförmig zur V erpressung gelangenden Rohlings im Hinblick auf den Rauminhalt des Fertigpresslings der art gewählt wird, dass der Rauminhalt des Rohlings der Summe des Raumin haltes des Fertigpresslings, vermehrt um ,den voraussichtlichen Rauminhalt des Press,grates gleich ist.

3. Warmpressverfahren nach Patentan spruch I, insbesonders zur gleichzei tigen Herstellung mehrerer Presslinge, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Ausstosser auf den an der gepressten Masse gebildeten Grat einwirken lässt.

4. Presseinrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet,. dass im obern 'feil der Matrize ein Ilohlraum zur Aufnahme des Rohlings vorhanden ist. 5.

Presseinrichtung nach Patentanspruch II und \ Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Teil der Matrize so dimensioniert und der Press- hub nur so gross ist,

@dass in .dem obern erweiterten Teil der Matrize unter .dem I'ress@druck des Stempels ein die Unrein heit des bIetalles des Rohlings aufneh mender Pressgrat von hiezu genügender Stärke entstehen kann. 6.

Presseinrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, Uass der im obern Teil der Matrize zur Aufnahme ,des kugelkalottenförmigen Rohlings die nende Hohlraum zumindes.tens den dop pelten Innendurchmesser ,des untern, zur Aufnahme des Presslings dienenden Matrizenteils, d. h. der Pressform auf weist.

'l. Presseinrichtung nach Patentanspruch II und Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass im untern zur Aufnahme des Presslings .dienenden Teil der Matrize, d. h.

in der Pressform ein beweglicher Ausstosser vorgesehen ist, der gleichzeitig zur Gänze, eventuell zum Teile den Boden,der Pressform bil det und in seiner Höhenlage verstellbar ausgebildet ist, zum Zwecke zur Her stellung verschieden langer Presslinge ein und dieselbe Form verwenden zu können.