DE4133340A1

DE4133340A1 - Kondensatorbechergehaeuse mit sollberstbereich sowie verfahren und werkzeug zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE4133340A1
Application number: DE4133340A
Authority: DE
Inventors: Harry Frank; Norbert Grossmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Artus Klaschka 99894 Schoenau V D Walde De GmbH
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: DE4133340C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich sowie ein Verfahren und ein Werkzeug zu seiner Herstellung. Über das Anwendungsgebiet der Kondensa torbechergehäusefertigung hinaus sind das erfindungsgemäße Verfahren und das verwendete Werkzeug in allen technischen Bereichen anwendbar, in denen becherartige Werkstücke aus fließfähigem Werkstoff hergestellt werden.

Der Sollberstbereich in einem Kondensatorbechergehäuse stellt einen Überlastschutz für den Kondensator gegen das Auftreten eines kritischen Überdrucks im Inneren dar. Da der Sollberstbereich durch eine Wandschwächung geschaffen wird, muß diese so ausgelegt sein, daß das Gehäuse bis zum Errei chen des Berstdruckes absolut dicht ist. Bei bekannten Kon densatorbechergehäusen mit Sollberstbereich, wie sie in DE 30 41 391 C2, DE 31 38 519 C2 und DE 32 01 963 C2 be schrieben werden, wird der Sollberstbereich erst durch einen gesonderten Arbeitsgang nach dem Fließpressen des Kondensa torbechergehäuses erzeugt. Hierzu wird das Kondensatorbe chergehäuse auf einen Dorn aufgezogen und mittels eines seitlich angreifenden Stempels eine Schwächung der Becher wand geschaffen, welche den Sollberstbereich verkörpert. In folge des notwendigen zweiten Arbeitsganges für die Herstel lung des Sollberstbereiches entsteht erhöhter Aufwand an Ko sten und Zeit. Zudem ist die Gewährleistung eines definier ten Berstdruckes schwierig, weil die Gleichmäßigkeit des vorher beim Fließpressen erzeugten Gefügeaufbaus beim Ein bringen des Sollberstbereiches jäh verändert wird.

Um die Kosten für den gesonderten Arbeitsgang "Einbringen des Sollberstbereiches" zu begrenzen, enthalten bekannte Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich jeweils nur einen solchen. Damit kann jedoch nicht völlig ausgeschlossen werden, daß sich der Sollberstbereich nach einem Berstvor gang während des Kondensatorbetriebs infolge der im Inneren des Kondensators verwendeten Materialien wieder verschließt und der Kondensator später doch noch explodiert.

Schließlich kann der Berstdruck, der von der Tiefe und Länge der Wandschwächung abhängig ist, bei den bekannten Lösungen nicht ohne Änderung der beim Einbringen des Sollberstberei ches aktiven Werkzeugelemente variiert werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Konden satorbechergehäuse zu gestalten, welches einen mit gering stem Aufwand gefertigten Sollberstbereich enthält, der bei einem sehr eng tolerierten Berstdruck anspricht und die Si cherheit bietet, daß sich der Sollberstbereich nach dem Ber sten nicht wieder verschließen kann. Hierzu sind auch die Gestaltung des Verfahrens und des Werkzeuges zur Herstellung des Kondensatorbechergehäuses notwendig.

Erfindungsgemäß enthält das Kondensatorbechergehäuse einen oder mehrere, vorzugsweise jedoch zwei Sollberstbereiche, welche vom Becherboden ausgehend äußere Schwächungen der Be cherwand darstellen. Sie verlaufen vom Becherboden her über den größeren Teil ihrer Länge parallel zu den Mantellinien der Becherwand und laufen anschließend geradlinig zu den über ihnen liegenden Mantellinien der Becherwand hin aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Kondensa torbechergehäuses besteht darin, daß die Sollberstbereiche während des Fließpressens des Kondensatorbechergehäuses im unteren Teil der Becherwand in Fließrichtung des Werkstoffs ausgebildet werden. Das hierzu erforderliche, erfindungsge mäße Werkzeug enthält Formelemente, die in der Fließpreßma trize seitlich zur Fließpreßrichtung angeordnet sind und in den Ringspalt zwischen Rohling und Fließpreßmatrize hinein ragen. Das Profil der Formelemente definiert dabei das Pro fil der Schwächungen der Becherwand des entstehenden Konden satorbechergehäuses, während die Einragtiefen die Tiefen der äußeren Schwächungen der Becherwand bestimmen.

Die Länge der Sollberstbereiche ist nur abhängig von dem Verhältnis der Höhe der Formelemente und der Dicke des Roh lings, da alle im Fließpreßwerkzeug oberhalb der Oberkante der Formelemente liegenden Bereiche des Rohlings beim Fließ pressen nicht von den Formelementen beeinflußt werden und somit eine ungeschwächte Becherwand ausbilden; dasjenige Ma terial, welches von den Formelementen beeinflußt wird, un terliegt dagegen der Schwächung in den Sollberstbereichen. Mittels Variation der Dicke des Rohlings können also ohne Änderungen am Fließpreßwerkzeug die Länge der Sollberstbe reiche und der davon abhängige gewünschte Berstdruck verän dert werden.

Es ist ebenfalls mit geringem Aufwand möglich, eine Mehrzahl von Formelementen zwecks Gewährleistung höherer Sicherheit des Berstens in der Fließpreßmatrize anzuordnen; die Produk tivität des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch nicht berührt.

Beim Fließpressen wird der auf dem Matrizenboden des Werk zeuges liegende Rohling so verformt, daß sein Werkstoff in dem Ringspalt zwischen dem Fließpreßstempel und der Fließ preßmatrize nach oben schießt. Beim Vorbeigleiten des Werk stoffs an den Formelementen bilden sich in der entstehenden Becherwand Schwächungen heraus, welche die Sollberstbereiche des Kondensatorbechergehäuses verkörpern. Diese Sollberstbe reiche zeichnen sich dadurch aus, daß ihr Gefügeaufbau gleichmäßig ist und somit ein eng tolerierter Berstdruck ge währleistet werden kann. Darüber hinaus entstehen weder im Inneren des Kondensatorbechergehäuses noch auf seiner Außen seite Materialaufwerfungen, was für die bei einem solchen Massenartikel unerläßliche automatisierte Weiterverarbeitung von beträchtlichem Vorteil ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zei gen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den unteren Teil eines Kondensatorbechergehäuses,

Fig. 2 einen Schnitt A-A durch diesen Querschnitt,

Fig. 3 ein Fließpreßwerkzeug im Schnitt,

Fig. 4 die schematische Darstellung eines Formelements.

Die konkrete Ausführung betrifft ein Kondensatorbechergehäu se 2 zylindrischen Querschnitts mit zwei Sollberstberei chen 5. Das Kondensatorbechergehäuse 2 besteht aus fließfä higem Werkstoff, vorzugsweise aus Aluminium. Die Sollberst bereiche 5 sind parallel und symmetrisch zur Längsachse des Kondensatorbechergehäuses 2 in der Becherwand 4 enthalten. Sie beginnen am Becherboden 3 und besitzen als Querschnitt eine keilförmige Schwächung der Außenwand der Becherwand 4. Die Sollberstbereiche 5 haben die Länge l mit je einem pa rallel zu den Mantellinien der Becherwand 4 ausgeformten Teil, der 50 . . . 80% der Länge l, vorzugsweise 65%, aus macht. Auf dem restlichen Teil der Länge l laufen die Soll berstbereiche 5 geradlinig zu den über ihnen liegenden Man tellinien der Becherwand 4 hin aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Konden satorbechergehäuses 2 mit Sollberstbereichen 5 ist einstu fig. Die Sollberstbereiche 5 werden während des Fließpres sens des Kondensatorbechergehäuses 2 aus dem Rohling 1 in den unteren Teil der entstehenden Becherwand 4 in Fließrich tung des Werkstoffes eingebracht, wodurch keine negative Veränderung des Gefügeaufbaus eintreten kann.

Das hierzu notwendige erfindungsgemäße Fließpreßwerkzeug be sitzt eine in eine Armierung 8 eingebettete Fließpreßmatri ze 7, in welche zwei sich gegenüberliegende Formelemente 9 eingelassen sind. Diese sitzen auf dem Matrizenboden 11 auf. Die Formelemente 9 ragen in den Ringspalt hinein, der zwi schen dem unter dem Fließpreßstempel 6 und dem darunterlie genden Rohling 1 gebildet wird. Die Einragtiefe t wird vor teilhaft so gewählt, daß sie 50 . . . 80%, vorzugsweise 65%, der Wanddicke s der Becherwand 4 beträgt. Während damit die Tiefe der Schwächungen der Becherwand 4 des Kondensatorbe chergehäuses 2 vorgegeben ist, richtet sich die Länge l der Sollberstbereiche 5 nach dem Maßverhältnis zwischen Höhe h der Formelemente 9 und Dicke D des Rohlings 1. An ihren Stirnseiten tragen die Formelemente 9 Formprofile 10, die vorzugsweise Keilform besitzen.

Beim Fließpressen preßt der Fließpreßstempel 6 auf den Roh ling 1, dessen Werkstoff unter der Druckeinwirkung entgegen der Fließpreßrichtung zu fließen beginnt. Dabei bilden die jenigen Teile des Rohlings 1, die oberhalb der Formelemen te 9 liegen, im Ringspalt zwischen Fließpreßstempel 6 und Fließpreßmatrize 7 die unverformte Becherwand 4 aus. Derje nige Werkstoffanteil des Rohlings 1, welcher in den Wir kungsbereich der Formelemente 9 gerät, erfährt infolge der Gestalt der Formprofile 10 und der Einragtiefe t der Form elemente 9 eine Formveränderung beim Fließen, die sich in Schwächungen der Becherwand 4 und somit in der Herausbildung von Sollberstbereichen 5 manifestiert. Dabei entsteht die bereits beschriebene Form der Sollberstbereiche 5 über die Länge l. Das zu ihrer Bestimmung notwendige Maßverhältnis zwischen Höhe h der Formelemente 9 und Dicke D des Roh lings 1 wird vorteilhaft so gewählt, daß die Höhe h 40 . . . 60%, vorzugsweise 50%, der Dicke D beträgt.

Im Rahmen der Patentansprüche sind weitere vorteilhafte Aus gestaltungen der Erfindung möglich. Insbesondere betrifft dies die Variationen der Querschnittsform des Kondensatorbe chers 2, der Anzahl der Sollberstbereiche 5 und der Gestalt der Formprofile 10.

Claims

1. Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich, welches aus fließfähigem Werkstoff besteht und bei welchem der Sollberstbereich als Formabweichung der Becherwand ausge bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollberstbe reich (5) mindestens einmal, vorzugsweise zweimal vorhan den ist und aus Schwächungen der Becherwand (4) von außen her in der Art besteht, daß diese Schwächungen vom Be cherboden (3) aus in der Becherwand (4) über einen Anteil von 50 . . . 80%, vorzugsweise 65%, ihrer Länge (l) paral lel zu den Mantellinien der Becherwand (4) verlaufen und im restlichen Teil ihrer Länge (l) geradlinig zu den über ihnen liegenden Mantellinien der Becherwand (4) hin aus laufen.

2. Kondensatorbechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Mehrzahl von Sollberstbereichen (5) parallel und symmetrisch zur Längsachse des Kondensator bechergehäuses (2) angeordnet ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll berstbereiche (5) während des Fließpressens des Kondensa torbechergehäuses (2) aus dem Rohling (1) im unteren Teil der Becherwand (4) in Fließrichtung des Werkstoffs ausge bildet werden.

4. Werkzeug zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fließpreßmatrize (7) unmittelbar über dem Matrizenbo den (11) Formelemente (9) angeordnet sind, deren Formpro fil (10) dem Profil der Schwächung der Sollberstberei che (5) entspricht.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente (9) als seitlich in der Fließpreßmatrize (7) sitzende und mit den an ihren vorderen Enden ausgebilde ten Formprofilen (10) in den Ringspalt zwischen dem Roh ling (1) und die Fließpreßmatrize (7) hineinragende Ein sätze ausgebildet sind.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h) der Formelemente (9) 40 . . . 60%, vorzugsweise 50%, der Dicke (D) des Rohlings (1) beträgt.

7. Werkzeug nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einragtiefe (t) der Formelemente (9) 50 . . . 80% vorzugsweise 65%, der Wandstärke (s) der Becherwand (4) beträgt.