DD201393A5

DD201393A5 - Verfahren zum herstellen oertlicher mantelverstaerkungen an hohlkoerpern

Info

Publication number: DD201393A5
Application number: DD23574581A
Authority: DD
Inventors: Bruno Kralowetz; Hans Hojas; Rupert Wieser
Original assignee: Gfm Fertigungstechnik
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1983-07-20
Also published as: AT366938B; FR2496511A1; JPS57134228A; GB2092041A; ATA623780A; DE3142480A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen oertlicher Mantelverstaerkungen an Hohlkoerpern. Das Ziel der Erfindung besteht darin, Mantelverstaerkungen praktisch beliebiger Art ohne Gefahr einer Riss- und Faltenbildung herzustellen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, nach dem beim Aufbringen des Stauchdruckes auch ohne Stauchform ein unkontrollierter Materialfluss nach aussen verhindert ist. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass waehrend des Stauchens der erwaermte Mantelbereich einem Schmiedevorgang unterworfen wird, durch den das sich stauchdruckbedingt auswaerts aufwoelbende Material bis auf das gewuenschte Aussenmass der Mantelverstaerkung zurueckgehaemmert wird.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zum Herstellen örtlicher Mantelverstärkungen an Hohlkörpern .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen örtlicher Mantelverstärkungen an Hohlkörpern, nach dem der Hohlkörper im zu verstärkenden Bereich erwärmt und dann einem axialen Stauchdruck ausgesetzt wird.

Charakteristik der bekannten Lösungen

örtliche Mantelverstärkungen an Hohlkörpern, insbesondere an zylindrischen Rohren als Rohlinge für viele Konstruktionsteile im Fahrzeugbau, Behälter- und Anlagenbau usw. sind erforderlich zur Versteifung und Festigkeitserhöhung oder WandStärkenverdickung für nachfolgende spanlose oder spanabhebende Bearbeitung u.dgl. Um diese örtlichen Mantelverstärkungen zu erreichen, wird der Hohlkörper nach örtlicher Erwärmung auf Stauchtemperatur axial druckbelagtet und so an der erwärmten Stelle angestaucht. Dabei ist aber ein freies Stauchen in Längsrichtung unmöglich, da bereits geringtB Stauchen an der Stauchstelle einen Materialfluß nach außen verursacht, der zu einer inneren Ringfalte und zu Rißbildungen führt. Um daher das Fließen des Materials

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nach außen zu verhindern, wird "bisher hauptsächlich mittels Stauchform gearbeitet, doch ist wegen der beim Stauchen in der Stauchform auftretenden Reibung zwischen Material und Form dieser Stauchvorgang begrenzt. Soll eine größere Mantelverstärkung hergestellt werden, ist es sogar notwendig, den Stauchvorgang in zwei oder mehreren Operationen mit entsprechend vielen Stauchformen durchzuführen. Abgesehen davon, ist von vornherein nur ein Stauchen von Hohlkörpern mit einer bestimmten Wandstärke möglich und ein Stauchen beispielsweise dünnwandiger Rohre ausgeschlossen.

Es wurde auch schon ein ganz anderes Stauchverfahren vorgeschlagen, bei dem der Hohlkörper erst während einer axialen Stauchdruckbelastung über einen den Hohlkörper umschließenden Heizinduktorring in Achsrichtung fortschreitend erwärmt wird. Die vom Heizinduktorring auf Stauchtemperatur gebrachte schmale, ringförmige Werkstückzone wandert entsprechend der Heizinduktorbewegung in Längsrichtung des Werkstückes, so daß sich, bedingt durch das gleichzeitige Einwirken des Stauchdrukkes, die gewünschte Anstauchung ergibt. Um hier ein Auswärtsfließen des Materials zu verhindern, sind mit dem Heizinduktorring in Längsrichtung verschiebbare Druckrollen angeordnet, die bei Werkstückdrehung außen am Werkstück umlaufend ein Außenstauchen unterbinden. Dieses Stauchverfahren bedarf allerdings eines beträchtlichen Aufwandes und läßt sich vonallem nur sehr langsam verwirklichen, was seinen Einsatz äußerst unwirtschaftlich macht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die rationelle Herstellung praktisch beliebiger Mantelverstärkungen an Hohlkörpern

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ohne jede Gefahr einer Riß- oder Paltenbildung. Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß beim Aufbringen des axialen Stauchdruckes auch ohne Stauchform ein unkontrollierbarer Materialfluß nach außen verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß der erwärmte Mantelbereich des Hohlkörpers während des Stauchens einem Schmiedevorgang unterworfen, bei dem das ' sich stauchdruckbedingt auswärts aufwölbende Material bis auf das gewünschte Außenmaß der Mantelverstärkung zurückgehämmert wird. Durch das Hämmern beim Stauchen wird das nach au$en fließende Material an der Stauchstelle immer wieder zurückgeschmiedet, so daß es zwangsweise zu einer Innenstauchung kommt. Die Hämmerhublage "bestimmt dabei das Außenmaß des angestauchten Hohlkörpers, wodurch nicht nur eine reine Innenstauchung, sondern auch eine reine Außenstauchung sowie auch eine Innen- und Außenstauchung möglich ist. Das Schmieden > wätetmi des Stauchens verhindert dabei auf jeden Pail ein unerwünschtes Auffalten des Materials und die oszillierende Bewegung der Hammer, auf Grund der sich Hämmerbahnen und Werkstück immer nur kurzzeitig berühren, verursacht, beim Stauchen auch keinerlei Hemmung des Materialflusses in Längsrichtung, was in einem einzigen Arbeitsgang ein praktisch beliebiges falten- und rißfsties Stauchen auch bei dünnwandigen Hohlkörpern ermöglicht. Es muß nur dafür gesorgt sein, daß beim St auch-Schmied en an der Stauchst.elle der gesamte Werkstückumfang von den Hämmern erfaßt wird, was einerseits durch entsprechende Hämmerzahl und Hämmfrprofile

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und anderseits durch geeignete Relatiwerdrehung zwischen Werkstück und Hämmer ohne Schwierigkeiten in bekannter Weise erreicht werden kann.

In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schmiedevorgang nach Beendigung des Stauchens zur Formgebung des Hohlkörpers bzw. dessen Mantelverstärkung fortgesetzt. Ist die gewünschte Anstauchung des Materials vorhanden, braucht demnach nur die Stauchdruckbelastung aufgehoben zu werden, und das Werkstück läßt sich auf der gleichen Maschine eventuell in einem automatischen Arbeitsgang wie bei einem üblichen Schmiedevorgang hinsichtlich der gewünschten Endform abschmieden.

Erfolgt erfindungsgemäß beim Schmiedevorgang ein Hämmern über Dorn, ist auf einfache Weise auch sofort die Innenform des Werkstückes abzuschmieden. Dabei kann bereits während des Stauchvorganges bis auf den Dorn ange stacht oder aber allein beim Schmiedevorgang nach dem Stauchen diese Innenschmiedung durchgeführt werden. Selbstver-8tändjLi©% ist bei entsprechender Hämmerausbildung gleichzeitig mit der Innenschmiedung auch das Schmieden der Außenform möglich.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Stauchkraft und Schmiedevorgang aufrecht erhalten, bis eine den Hohlraum des Hohlkörpers schließende Formgebung erreicht ist. Durch das gleichzeitige Hämmern und Stauchen kann ohne Gefahr einer Falten- oder Rißbildung in hohem Maße angestaucht werden, so daß es durch die Innenstauchung und eventuell ein anschließendes Schmieden zu einem Zusammenwachsen des Materials und damit zu einem Schließen des Hohlkörpers kommt.

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Das erfindungsgemäße Stauch-Schmiedeverf abren und eventuell das anschließende Abschmieden des Werkstückes lassen sich auf einfache Weise mit üblichen Schmiedemaschine*! verwirklichen, wobei diese Schmiedemaschinen nur in der Lage sein müssen, über Spannkopf und Gegenhalter eine den erforderlichen Stauchdruck bewirkende Vorschubkraft aufzubringen. Die Schmiedemaschine selbst ist je nach Art desunit dem Stauchen verbundenen Schmiedevorganges frei wählbar, es kann eine Schmiedemaschine mit oder ohne Dorneinrichtung eingesetzt werden, es kann eine Schmiedemaschine in Ringläuferbauart, eine Schmiedemaschine mit einer Werkstückdreheinrichtung, eine Zwei- oder Mehrhämmermaschine usw. vorgesehen sein.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Arbeitsschemas näher veranschaulicht werden. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 drei verschiedene Arbeitsschritte bei der Herstellung eines Hohlkörpers mit eingezogenem Ende und mantelverstärktem Durchmesserübergang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Das als rohrförmiger Rohling vorliegende Werkstück 1 wird im anzustauchenden Endbereich 2 auf Stauchtemperatur erwärmt, wobei der Temperaturverlauf auf die Form der Anstauchung abgestimmt ist und die Stelle, die am stärksten gestaucht werden soll, auch die höchste Temperatur aufweist (Fig. 1).

Der erwärmte Rohling wird einer Schmiedemaschine übergeben, deren Spannkopf 3 mit seiner Spannzange 4 das nicht erwärmte Ende des Werkstückes 1 erfaßt und dieses durch die Hämmer 5 hindurch an einem vom Gegenhalter 6

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gebildeten Anschlag 7 fährt. Nun wird über den Spannkopf 3 die Vorschubkraft entsprechend erhöht und das Werkstück 1 zwischen Anschlag 7 und Spannzange 4 einem axialen Stauchdruck ausgesetzt, wobei während des Stauchens unter gleichzeitiger Werkstückdrehung ein Schmieden des Werkstückendbereiches erfolgt. Bei diesem Schmiedevorgang schlagen die oszillierenden Hämmer 5 das sich beim Stauchen nach außen wölbende Material immer wieder bis auf die ursprüngliche Außenkontur des Werkstückes zurück, so daß sich eine reine Innenstauchung 8 ergibt. Ein in das Werkstück 1 eingeführter Schmiededorn 9 dient vorläufig zur Begrenzung dieser Innenstauchung (Fig. 2).

Nach Beendigung des Stauchens, durch das sich das Werkstück 1 um die Stauchlänge verkürzt hat, wird nun das angestauchte Werkstück 1 mittels der Spannzange 4 aus dem Bereich des glatten, dem Schmieden während des Stauchens zugeordneten Teiles 5a der Hämmerbahn gegen die Vorschubrichtung in den Bereich eines zweiten, die Außenkontur des eingezogenen Endes formenden Teiles 5b gebracht, wobei das Werkstück 1 vom Anschlag 7 abhebt, und der Schmiedevorgang fortgesetzt. Durch das Abschmieden des Werkstückes 1 über dem Schmiededorn 9 mittels des Hämmerbahnteiles 5b entsteht jetzt am Werkstück 1 das eingezogene Ende 10 gewünschter Außen- und Innenform (Pig. 3)·

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auf Grund der Kombination von Stauch- und Schmiedevorgang ein faltenfreies Anstauchen großer Materialmengen auch an dünnwandigen Rohren in einem Arbeitsgang, ohne dazu Stauchgesenke od. dgl. verwenden zu müssen, und ermögliht sozusagen im gleichen Arbeitsgang nach dem Anstauchen das Abschmieden bestimmter Hohlkörper formen.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum Herstellen örtlicher Mantelverstärkungen an Hohlkörpern, nach dem der Hohlkörper im zu verstärkenden Bereich erwärmt und dann einem axialen Stauchdruck ausgesetzt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der erwärmte Mantelbereich (2) des Hohlkörpers (1) während des Stauchens einem Schmiedevorgang unterworfen wird, bei dem das sich stauchdruckbedingt auswärts aufwölbende Material bis auf das gewünschte Außenmaß der Mantelverstärkung zurückgehämmert wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schmiedevorgang nach Beendigung des Stauchens zur Formgebung des Hohlkörpers (1) bzw. dessen Mantelverstärkung fortgesetzt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß beim Schmiedevorgang ein Hämmern über Dorn (9) erfolgt.
4. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß Stauchkraft und Schmiedevorgang aufrecht erhalten werden, bis eine den Hohlraum des Hohlkörpers schließende !Formgebung erreicht ist.

1 Seite Zeichnungen