Ringvorwerkstück und Verfahren zum Pressen desselben. Die Herstellung von zum Beispiel zu Ringfederringen oder zu Ringen mit ähn- li chen erzeugenden Flächen auszuwalzenden Ringvorwerkstücken erfolgt in !der Weise, dass von Stangen oder Walzknüppeln abge schnittene Rohlinge durch Stauchen, sowie Vor- und Fertig lochen in einer Presse mit mehreren Dornen und Gesenken in die Ring vorform gebracht werden.
DaTnach erfolgt auf dem Ringwalzwerk das Auswalzen die ser Vorwerkstücke. Bisher strebte man beim Pressen der Ringe einen Querschnitt an, der möglichst ebene StiTn- und zylindrische Um fangsflächen aufweist.
In ,diesem Bestreben ist ein Nachteil zu erblicken, da das Aus walzen eines solchen Ringes einen beträcht lichen Arbeitsaufwand beim Walzen erfor dert, ferner werden die Walzen sehr hoch beansprucht und schnelle Abnutzung dieser teurern Werkzeuge ist die Folge, so .dass häufige Nacharbeit an den Walzen erforder lich ist und trotzdem des öfteren ein fehler haftes Erzeugnis geliefert wird.
Die Erfindung befasst sich mit der Auf gabe, dem zu pressenden Ringvorwerkstück eine solche Form geben, dass der Arbeitsauf wand beim Walzen möglichst klein bleibt und daher nur ein geringer Walzdruek aus zuüben ist, so dass auch die Beanspruchungen und demnach die Abnutzung der Walzen klein bleiben.
Gemäss der Erfindung besitzt .das Ring vorwerkstück .eine Querschnittsform, welche keine Ecken mit einem Winkel von<B>90'</B> oder darunter aufweist. Beispielsweise kann das Ringvorwerkstück eine allseitig gekrümmte Querschnittsferm aufweisen, oder eine Qu.er- schnittsform die von gekrümmten und ge brochenen Linien begrenzt ist, oder der Quer schnitt des Ringvorwerkstückes kann ein Vieleck sein oder erhaben gekrümmte Aussen und Innenbebrenzungslinien aufweisen,
wel che mit Abrundungen in die ebenfalls er haben gekrümmten Stirnbegrenzungslinien übergehen. Solche Rin-vorformen scheinen zwar,dem Querschnitt der endgültigen Ring- form, beispielsweise der eines Ringfederrin- ges, zu widersprechen, da dessen Ecken scharf sind und seine innere Umfangsfläche sogar anders gekrümmt, nämlich hohl ist, aber dennoch werden die angegebenen Vor teile beim Auswalzen erreicht.
Das zur Anwendung gelangende Ver fahren zum Pressen der Riugvorwerkstücke aus von Stangen abgeschnittenen Ausgangs werkstücken ist in seinen Hauptstufen an sich bekannt. Die Ausgangsstücke werden gestaucht, vorgelocht und fertig gelocht, wo bei die Ringvorwerkstücke die obenerwähnte Querschnittsform erhalten.
Die Ringform gemäss der Erfindung hat den Vorteil, dass sie beim Pressen ohne grö sseren Pressdruck zu erzielen ist, da es nicht mehr nötig ist, den Werkstoff in scharfe Ecken der Gesenke hineinzudrücken. Auch kann Gratbildung vermieden werden, wenn der Hohlraum der Gesenke etwas grösser als das zu verformende Materialvolumen ist.
Der Durchmesser der Dorne kann zweckmässig möglichst. gering gewählt werden, um ein grosses Verformungsverhältnis auf dem Walzwerk zu ermöglichen, wodurch im ge walzten Ring eine tangentiale Faserlagerung ausgebildet wird, die, insbesondere wenn es sich um Federringe handelt, die Dauerfestig keit des Werkstoffes erhöhend beeinflusst. Das Pressverfahren gemäss der Erfindung ermöglicht infolge der kurzen Zeitaufwen dung, während der ein nennenswerter Wärmeverbrauch nicht eintritt, .den direkten Anschluss des Walzverfahrens, ohne dass, wie bisher, eine Zwischenerwärmung eingeschal tet zu werden braucht.
Um die zum stufenweisen Lochen des Ringvorwerkstückes dienenden Lochdorne mir kurze Zeit mit dem erhitzten Pressstück in Berührung zu bringen, kann die Presse zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung in der Weise ausgebildet sein, dass die Dorne sämtlich im Oberhaupt .der Presse angeordnet sind, wodurch gleichzeitig ,
das Einlegen des zu pressenden Werkstückes in die Untergesenke der Presse bezw. beim Fehlen besonderer Gesenke das zentrische Auflegen auf die Unterplatte der Pressvor- richtung unter Zuhilfenahme eines Anschla ges erleichtert wird. Durch die Anordnung der Dorne in den Obergesenken ist es natur gemäss erforderlich, dass zwischen jedem ein zelnen Pressvorgang das Werkstück um 180 gewendet werden muss.
Durch die Zeichnung und die nachfol gende Beschreibung ist der Erfindungsgegen stand an Ausführungsbeispielen veranschau licht.
Fig. 1 zeigt eine Presse mit drei Arbeits stufen in vertikalem Längsschnitt, und zwar vor Ausübung des Presshubes; Fig. 2 zeigt in entsprechendem Schnitt Gesenk und Werkstücke nach beendigtem Presshube; Fig. 3 und 4 zeigen im Axialschnitt in grösserem Massstab zwei AusführLingsbei- spiele des Ringvorwerkstückes;
Fig. 5 zeigt einen aus dem PLingvo.rwerk- stück hergestellten fertigen Ringfederring im Axialschnitt.
In dem Untersatz 1 der Presse (Fig. 1 und 2) sind die Druckplatte 2, .der Zentrier dorn 3 und .das Untergesenk 4 für die Ar beitsstufen angeordnet, zu welchen die in dem Oberhaupt 5 der Presse befestigte obere Druckplatte 6 mit den Dornen 7 und 8 und Obergesenk 9 mit Dorn 10 gehören. Das auf der Säge oder Warmschere von dem ge walzten Knüppel abgetrennte und dann er hitzte Ausgangswerkstück 11 wird auf .die Druckplatte 2 unter Benutzung eines nicht mit dargestellten, an sich bekannten Zentrier <B>en</B> gesetzt.
Beim Pressvorgang wird der Dorn 7 in :das Ausgangswerkstück 11 hineingedrückt. Er treibt .das Werkstück 11 auseinander, wobei gleichzeitig durch Unter platte 2 und Druckplatte 6 das Ausgangs werkstück 11 zusammengestaucht und in die Zwischenform 12 gebracht wird.
Das in der ersten Arbeitsstufe hergestellte Zwischenwerkstück 12 wird nach Wenden um 180 auf den zweiten Arbeitsplatz ge legt und auf den Zentrierdarn 3 zur Vor nahme des zweiten Arbeitsganges gestülpt. Beim zweiten Presshube wird aus dem Zwi- se henwerkstück 12 der Boden 13 durch den im Oberhaupt 5 befestigten Dorn 8 ausgestanzt. Zur Erleichterung dieses Vorganges ist der Dorn 8 unten zylindrisch ausgebildet, wäh rend im übrigen seine Form kegelig ist, so dass das Loch des Zwischenwerkstückes 14 von der andern Seite her in bekannter Weise <B>-</B> -,eweitet wird.
In dieser zweiten Arbeits- uf, stufe wird: das Zwischenwerkstück 12 in seinem äussern Durchmesser etwas vergrössert und in seiner Höhe weiter verringert auf die Form 14.
Auch zwischen der zweiten und dritten Arbeitsstufe wird das Zwischenwerkstück 14 um 180 gewendet. In diesem letzten Pressvor- gang werden im wesentlichen nur die Um fangs.flächen des Werkstückes 14 nachge- presst, so .dass ein Ring 15 entsteht, .dessen äussere und innere Umfangsflächen 16 er haben gekrümmt sind. Auch den Stirnflächen 17 des Ringes 15 werden durch entsprechende GTestaltun.g der Grundflächen 18 der Gesenke 4 und 9 erhaben gekrümmte Formen ver liehen.
Entsprechend den gekrümmten Über- gängen 19 der Grundflächen 18 .der Gesenke 1 und 9 in die Mantelflächen und in -die Mantelform des Dornes 10, gehen auch die Umfangs- und Stirnflächen 16 bezw. 17 des Ringes 15 allmählich mit Bogen 20 inein ander über. An Stelle der Begrenzung der erzeugenden Fläche des auf der Presse her zustellenden Ringes 15 durch gekrümmte Linien, kann für die erzeugende Fläche auf der Innenseite ein Vieleck 21 gewählt wer den, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
Die Querschnittsfläche ist von gekrümmten und gebrochenen Linien begrenzt. Der Quer schnitt des Ringvorwerkstücl.:es könnte auch ein Vieleck sein. Das auf der Presse erzeugte IZingvorwerkstück 15 wird sofort auf dem Ringwalzwerk ausgewalzt, beispielsweise zu dein in Fig. 5 dargestellten Innenring ?? einer Ringfeder.
Ring pre-workpiece and method for pressing the same. The production of ring pre-workpieces to be rolled into ring spring washers or rings with similar generating surfaces takes place in such a way that blanks cut from bars or billets by upsetting, as well as pre-punching and pre-punching in a press with several mandrels and dies be brought into the ring preform.
These preliminary workpieces are then rolled out on the ring rolling mill. Previously, when pressing the rings, the aim was to achieve a cross-section with the most flat pin and cylindrical circumferential surfaces possible.
In this endeavor a disadvantage can be seen, since the rolling of such a ring requires a considerable amount of work when rolling, the rollers are also very highly stressed and rapid wear of these expensive tools is the consequence, so .dass frequent rework on the Rolling is required and nevertheless a faulty product is often delivered.
The invention is concerned with the task of giving the ring workpiece to be pressed such a shape that the amount of work involved in rolling remains as small as possible and therefore only a low rolling pressure is to be exercised, so that the stresses and consequently the wear and tear on the rollers remain small .
According to the invention, the ring pre-workpiece has a cross-sectional shape which has no corners with an angle of <B> 90 '</B> or below. For example, the ring pre-workpiece can have a cross-section that is curved on all sides, or a cross-sectional shape that is delimited by curved and broken lines, or the cross-section of the ring pre-workpiece can be a polygon or have raised curved outer and inner lines,
which merge with roundings into the curved front boundary lines. Such ring preforms seem to contradict the cross-section of the final ring shape, for example that of a ring spring ring, since its corners are sharp and its inner circumferential surface is even curved differently, namely is hollow, but the stated advantages are nonetheless Rolling out achieved.
The applied Ver drive for pressing the Riugvorwerkteile from cut off bars starting workpieces is known in its main stages. The starting pieces are compressed, pre-punched and fully perforated, where the ring pre-workpieces receive the above-mentioned cross-sectional shape.
The ring shape according to the invention has the advantage that it can be achieved during pressing without greater pressing pressure, since it is no longer necessary to press the material into sharp corners of the dies. The formation of burrs can also be avoided if the cavity of the dies is somewhat larger than the volume of material to be deformed.
The diameter of the mandrels can be practical as possible. be chosen low to allow a large deformation ratio on the rolling mill, whereby a tangential fiber bearing is formed in the ge rolled ring, which, especially when it comes to spring washers, increases the durability of the material. The pressing process according to the invention enables the rolling process to be directly connected to the rolling process without the need for intermediate heating, as has been the case before, due to the short time required during which no significant heat consumption occurs.
In order to bring the piercing mandrels used for the stepwise perforation of the ring pre-workpiece into contact with the heated pressing piece for a short time, the press for carrying out the method according to the invention can be designed in such a way that the mandrels are all arranged in the head of the press, whereby at the same time,
inserting the workpiece to be pressed into the lower dies of the press BEZW. in the absence of special dies, the centric placement on the lower plate of the pressing device is facilitated with the aid of a stop. Due to the arrangement of the mandrels in the upper dies, it is naturally necessary that the workpiece must be turned by 180 between each individual pressing process.
Through the drawing and the following description of the subject of the invention is illustrated in exemplary embodiments.
Fig. 1 shows a press with three working stages in vertical longitudinal section, namely before exercising the pressing stroke; 2 shows a corresponding section of the die and workpieces after the press stroke has ended; 3 and 4 show, in axial section on a larger scale, two exemplary embodiments of the preliminary ring workpiece;
5 shows a finished annular spring ring produced from the PLingvo.rwerk- piece in axial section.
In the base 1 of the press (Fig. 1 and 2), the pressure plate 2, .the centering mandrel 3 and .das lower die 4 are arranged for the work stages, to which the upper pressure plate 6 fixed in the head 5 of the press with the mandrels 7 and 8 and upper die 9 with mandrel 10 belong. The starting workpiece 11, which has been separated from the rolled billet on the saw or hot shears and then heated, is placed on the pressure plate 2 using a centering device known per se, not shown.
During the pressing process, the mandrel 7 is pressed into: the starting workpiece 11. It drives .das workpiece 11 apart, while at the same time the starting workpiece 11 is compressed by lower plate 2 and pressure plate 6 and placed in the intermediate form 12.
The intermediate workpiece 12 produced in the first stage is placed on the second workstation after turning 180 and placed on the centering pin 3 to undertake the second operation. During the second press stroke, the base 13 is punched out of the intermediate workpiece 12 by the mandrel 8 fastened in the upper head 5. To facilitate this process, the mandrel 8 is cylindrical at the bottom, while its shape is otherwise conical, so that the hole of the intermediate workpiece 14 is widened in a known manner from the other side.
In this second work stage: the intermediate workpiece 12 is slightly enlarged in its outer diameter and further reduced in its height to the form 14.
The intermediate workpiece 14 is also turned through 180 between the second and third work stages. In this last pressing process, essentially only the peripheral surfaces of the workpiece 14 are re-pressed, so that a ring 15 is produced, the outer and inner peripheral surfaces 16 of which are curved. The end faces 17 of the ring 15 are also given raised curved shapes by corresponding design of the base surfaces 18 of the dies 4 and 9.
Corresponding to the curved transitions 19 of the base surfaces 18 of the dies 1 and 9 into the jacket surfaces and the jacket shape of the mandrel 10, the peripheral and end surfaces 16 and 16, respectively, also go. 17 of the ring 15 gradually with arc 20 inein other over. Instead of delimiting the generating surface of the ring 15 to be produced on the press by curved lines, a polygon 21 can be selected for the generating surface on the inside, as shown in FIG.
The cross-sectional area is limited by curved and broken lines. The cross section of the Ringvorwerkstücl .: it could also be a polygon. The IZing pre-workpiece 15 produced on the press is immediately rolled out on the ring rolling mill, for example into the inner ring shown in FIG. a ring spring.