CH649933A5

CH649933A5 - Verfahren zum herstellen massiv umgeformter leichtmetallgegenstaende sowie formkoerper mit einem leichtmetallteil.

Info

Publication number: CH649933A5
Application number: CH2162/81A
Authority: CH
Inventors: Alfred Wagner; Adolf Ames; Ulf Hodel
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1980-05-03
Filing date: 1981-03-31
Publication date: 1985-06-28
Also published as: DE3017106C2; GB2074917B; GB2074917A; FR2481620B1; USRE32008E; FR2481620A1; CA1205781A; IT1138759B; IT8121450A0; US4397413A; JPS56168983A; DE3017106A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen massiv umgeformter Leichtmetallgegenstände, welche vor ihrem Gebrauch mit Stahlorganen bzw. Teilen aus einem anderen Metall fest verbunden werden. Drüber hinaus erfasst die Erfindung einen Formkörper mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Leichtmetallteil, welcher an ein Stahlteil oder ein Organ aus einem entsprechenden Metall angeschlossen ist.

Üblicherweise werden Leichtmetallzylinder, welche beispielsweise als Stossdämpferhülsen Verwendung finden, dadurch mit einem Stahlunterteil verbunden, dass man bereits während der Herstellung des Zylinders einen umbördelbaren Rand herstellt, in welchen dann der Stahlteil eingeführt und formschlüssig gehalten wird. Eine derartige Verbindung - allerdings zwischen zwei Stahlteilen - gibt beispielsweise die US-PS 2 891 525 wieder.

Das bisher bekannte Verfahren zum Herstellen der eingangs erwähnten Formkörper ist deshalb sehr nachteilig, da zum einen die Verbindung zwischen den unterschiedlichen Metallen nicht sicher genug ist und darüber hinaus mehrere Verfahrensstufen erforderlich bleiben.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die erkannten Mängel zu beseitigen und das Verfahren einfacher sowie kostengünstiger werden zu lassen. Darüber hinaus soll der Formkörper eine höhere Qualität aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein erfindungsgemässes Verfahren, in dessen Verlauf das Leichtmetall mit dem Stahl durch Verbundstrangpressen metallisch verbunden und an einem von dem entstehenden Verbundstrang abgetrennten Verbundstrangabschnitt in einem anschliessenden Verfahrensschritt zumindest die Leichtmetallkomponente umgeformt wird. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, nach dem Massivumformen des Verbundbutzens an die Verbundkomponente aus Stahl od. dgl. Metall das/die Stahlor-gan/e bzw. Teile aus anderem Metall anzuschweissen oder entsprechend festzulegen.

Dank des vorgeschlagenen Verfahrens wird zur Herstellung beispielsweise einer Stossdämpferhülse aus Leichtmetall mit Stahlboden nicht mehr der Leichtmetallzylinder gesondert hergestellt und anschliessend der Stahlteil durch Um-bördelung eines besonders ausgeformten Halterandes formschlüssig angefügt, sondern unter Einsparung wenigstens eines Verfahrensschrittes ein einziger Butzen aus zwei metallisch verbundenen Komponenten erzeugt und entsprechend ausgeformt. Dann kann sofort an den Stahlteil ein weiteres Stahlorgan - im Falle der Stossdämpferhülse deren Befestigungsöse - angeschweisst werden.

Es entsteht also mittels eines vereinfachten Erzeugungsvorganges ein qualitativ hochwertiges Produkt, nämlich ein Formkörper gemäss Patent-Anspruch 7. Ein Lockern des Stahlteiles, wie es beispielsweise bei konventionellen Stossdämpferhülsen mit eingebördeltem Stahlteil möglich war, wird nunmehr ausgeschlossen.

Nach einem weiteren Merkmal des Verfahrens erfolgt die Umformung des Leichtmetallteils gemäss Patent-An-spruch 4.

Zur Herstellung der bereits erwähnten Stossdämpferhülsen oder ähnlicher Formkörper hat es sich als besonders günstig erwiesen, dass Verbundprofil gemäss Patent-Anspruch 5 zu pressen, um die Verformung des Leichtmetal-les auch zu relativ hohen Zylindern oder Formteilen zu begünstigen. Vorteilhafterweise wird dann gegebenenfalls die Leichtmetallkomponente bis auf eine Stärke des Stahlbandes entsprechende Höhe verformt; der Leichtmetallzylinder erhält also einen dünnen Leichtmetallboden, der mit dem Stahlteil metallisch verbunden ist.

Die Herstellung von Stossdämpferhülsen mit dem vorgeschlagenen neuen Verfahren wurde deshalb vorstehend in den Vordergrund gerückt, da derartige Stossdämpferhülsen ein günstiges Ausführungsbeispiel darstellen; selbstverständlich liegen im Rahmen der Erfindung auch andere Körper aus wenigstens 2 Komponenten unterschiedlichen Metalles.

Von der Erfindung werden nicht nur Formkörper erfasst, deren Leichtmetallkomponente ausgeformt wurde und deren Stahlteil unverändert bleibt; vielmehr ist es auch möglich,

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dem Stahlteil ein besonderes Querschnittsprofil zu verleihen, ohne dass dadurch die metallische Verbindung zwischen den beiden Komponenten leiden würde.

So wird eine erhebliche Vereinfachung der Herstellung von massiv umgeformten Leichtmetallteilen oder Leichtmetallgegenständen insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung erreicht, welche zum Funktionseinbau mit Stahl - gegebenenfalls auch mit anderen Metallen - verbunden werden müssen, wie dies beim Beispiel der Stossdämpferhülse durch nachträgliches Anschweissen der Halteöse erfolgt.

Weitere Vorteile, und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1 eine Schemaskizze zu einem erfindungsgemässen Verfahren;

Fig. 2 eine geschnittene Schrägsicht auf ein - gegenüber Fig. 1 - vergrössertes Detail einer anderen Ausführungsform mit abgehobenen Teilen;

Fig. 3 skizzenhaft die Verfahrensschritte in einem Teil der Anlage nach Fig. 1 bei Herstellung einer beispielhaften Stossdämpferhülse;

Fig. 4 eine der Fig. 3 gegenübergestellte Wiedergabe entsprechender Verfahrensschritte bei Herstellung konventioneller Stossdämpferhülsen.

Zum Herstellen von - hier beispielhaft ausgewählten -Stossdämpferhülsen 1 (siehe Fig. 3) dient eine Anlage gemäss Fig. 1 mit einem Strangpressteil 2, einem diesem in Pressrichtung x folgenden Stanzteil 3 sowie einem nachgeordneten Fliesspressteil 4.

An der einem Magazin 5 benachbarten Stirnfläche 6 eines Werkzeugblockes 7 des Strangpressteiles 2 befinden sich gemäss Fig. 2 etwa ovale Emiauföffnungen 8 für die während des Pressvorganges aus einem nicht gezeigten Aluminiumbolzen entstehende Matrix; die Einlauföffnungen 8 verjüngen sich in Schubrichtung y trompetenähnlich und enden an einem Matrizenvorraum 9 des Werkzeugblockes 7 als Matrixkanäle 10. In jenem Matrizenvorraum 9 wird die Matrix gegen eine Schubfläche 11 geführt und von dieser umgelenkt.

In einer Seitenfläche 12 des Werkzeugblockes 7 ist - parallel zur Schubrichtung y - eine Ausnehmung 13 zur Aufnahme eines Presswerkzeuges oder einer Matrize 14 vorgesehen. Diese weist einen etwa ovalen Matrizendurchbruch oder Formgebungsquerschnitt 15 auf.

Die Hauptachse des Matrizendurchbruches 15 fällt mit der die Schubrichtung y kreuzenden Längsachse Q eines Zuführkanals 16 für zwei aufeinanderliegende Stahlbänder B1;

B2 zusammen. Diese werden in Pfeilrichtung x durch den Zuführkanal 16 geschoben und treten aus dessen in einem Dorn 17 angeordneten Mündungsschlitz 18 der Breite b in den Matrizenvorraum 9, aus dem sie - von der Matrix umflossen-in den Matrizendurchbruch 15 gelangen. In diesem entstehen zwei Verbundprofile Pl5 P2, die jeweils aus einem der Profilbänder Bj bzw. B2 und einem aus der Matrix geformten Trägerprofil Mj bzw. M2 bestehen.

Die Breite b des Mündungsschlitzes 18 - sowie die Breite der darin geführten Bänder Bls B2 - entspricht hier etwa der Formquerschnittweite t des Matrizendurchbruches 15, so dass die Matrix an der von den beiden Profilbändern Bj, B2 bestimmten Trennebene E unterbrochen wird.

Aus dem Strangpressteil 2 gelangen die Verbundprofile Pi, P2 in den Stanzteil 3, dessen einzelne Organe - wie Widerlager und Stanzwerkzeug - nicht dargestellt sind und von dessen Austragsschurre 20 Butzen 21 aus zwei metallisch verbundenen Schichten, nämlich Stahlband B der Stärke e und Aluminiumteil M, zu der/den Pressbüchse/n 22 des Fliesspressblockes 23 gelangen. Der Verbundbutzen 21 wird mit nach oben weisender Aluminiumschicht M einer Höhe i in die Pressbüchse 22 eingelegt (Stufe I in Fig. 3) und von einem Pressstempel 24 verformt (Stufe II). Fig. 3 zeigt jeweils in der rechten Hälfte der Figurenteile die auch in Fig. 1 erkennbaren Vorrichtungsorgane, während die jeweils linke Hälfte nur die jeweilige Form des Butzens deutlich werden lässt; hier sind also die Vorrichtungsorgane vernachlässigt. Stufe II der Fig. 3 deutet die Form der fertigen Stossdämpferhülse 1 an, welche aus der Stahlplatte B, dem metallisch mit dieser verbundenen Hülsenboden C und der Hülsenwandung W besteht.

Die fertigen Stossdämpferhülsen 1 werden durch einen Ausstosser 25 aus der Pressbüchse 22 herausgeschoben, anschliessend wird in Stufe IV der Fig. 3 eine Stossdämpferbe-festigung H mit Öse U unter die Stahlplatte B geschweisst.

Der einfache Aluminiumbutzen alter Art nach Fig. 4 wird in Stufe II ebenfalls auf dem Wege des Kaltfliesspres-sens verformt, so dass er einen etwa H-artigen Querschnitt erhält; der obere Teil dient als Stossdämpferhülse, während der untere Teil eine in Stufe III (welche selbstverständlich in Fig. 3 entfallt) eine Stahlplatte S aufnimmt, die durch Um-bördeln der unteren Stege K formschlüssig an die Stossdämpferhülse angefügt wird. Auch hier wird in Stufe IV die Stossdämpferbefestigung H dann angeschweisst.

Die Verformung des Verbundbutzens 21 wurde in der Zeichnung durch das bekannte Rückwärtsfliesspressen dargestellt, selbstverständlich kann auch eine andere Art der Verformung stattfinden, beispielsweise durch Vorwärtsfliess-pressen oder gar Querfliesspressen.

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2 Blatt Zeichnungen

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1. Verfahren zum Herstellen massiv umgeformter Leichtmetallgegenstände, welche vor ihrem Gebrauch mit Stahlorganen bzw. Teilen aus einem anderen Metall fest verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtmetall mit dem Stahl durch Verbundstrangpressen metallisch verbunden und an einem von dem entstehenden Verbundstrang abgetrennten Verbundstrangabschnitt in einem anschliessenden Verfahrensschritt zumindest die Leichtmetallkomponente umgeformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Massivumformen des Verbundstrangabschnittes an die Verbundkomponente aus Stahl das/die Stah-lorgan/e bzw. Teile aus dem anderen Metall angeschweisst oder entsprechend festgelegt wird/werden, oder, dass nach dem Massivumformen des Verbundstrangabschnittes die Leichtmetallkomponente mit einem Teil aus entsprechendem Werkstoff verbunden wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtmetallkomponente auf dem Wege des Massivumformens zu einem hülsenartigen Zylinder mit Bodenteil wird, mit dem die Stahl-Komponente metallisch verbunden bleibt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung des Leichtmetallteils durch Fliesspressen erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundprofil mit einer bandförmigen Stahlkomponente und einer gegenüber deren Stärke mehrfachen Höhe der Leichtmetallkomponente hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtmetallkomponente bis auf eine der Stärke des Stahlbandes entsprechende Höhe verformt wird.

7. Formkörper hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Leichtmetallteil, welcher an ein Stahlteil oder ein Organ aus einem entsprechenden Metall angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtmetallteil (M) mit dem Stahlteil (B) durch Verbundstrangpressen metallisch verbunden ist.

8. Formkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leichtmetallteil (M) zu einem Zylinder geformt ist, dessen Boden (C) mit dem Stahlteil (B) metallisch verbunden ist, wobei gegebenenfalls der Stahlteil (B) querschnittlich als teilweise gekrümmtes Profil ausgebildet ist.

9. Formkörper nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlteil (B) an einen anderen Stahlkörper (H) angefügt, insbesondere angeschweisst, ist.

10. Förmkörper nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stahlplatte (B) einerseits metallisch mit dem Boden (C) einer Stossdämpferhülse aus Leichtmetall (M) verbunden sowie anderseits mit einem ösenartigen Stahlansatz (H) verschweisst oder entsprechend verbunden ist.