DE1273471B - Ziehwerkzeug - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Q.:

B 21c

Deutsche Kl.: 7b-4/10

Nummer: 1273 471

Aktenzeichen: P 12 73 471.3-14 (H 48674)

Anmeldetag: 28. März 1963

Auslegetag: 25. Juli 1968

Anmelder:

Hard Alloys Limited,

High Wycombe, Buckinghamshire

(Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Lesser, Patentanwalt,

8000 München 81, Cosimastr. 81

Als Erfinder benannt:

Peter Annber Harold Meats,

Beaconsfield, Buckinghamshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 30. März 1962 (12 342) - -

Die Erfindung betrifft ein Ziehwerkzeug, Gesenk Ziehwerkzeug

od. dgl. aus einem äußeren Haltering und einer unter Vorspannung gehaltenen Matrize, zwischen denen ein Stützkörper mit radialen Schlitzen angeordnet ist.

Bei einer bekannten Ausführungsform wird die Matrize durch einen keilförmigen, Radialschlitze aufweisenden Stützkörper, der sich am äußeren Haltering über schräge Gleitflächen abstützt, dadurch unter Vorspannung gehalten, daß auf den Stützkörper mittels eines am Haltering angreifenden Schraubendekkels ein Druck ausgeübt wird. Dieser Druck wirkt in Umfangsrichtung der Matrize, er verringert sich umgekehrt proportional zur steigenden Anzahl von Radialschlitzen, die in dem Stützkörper vorhanden sind, so daß bei einer Vielzahl solcher Radialschlitze ein einwandfreies" Festlegen der Matrize über die durch solche Schlitze gebildeten Teilstützkörper nicht mehr möglich ist. Diese vorbekannten Werkzeuge vermögen also nur dann ein einwandfreies Festlegen der Matrize zu gewährleisten, wenn der Stützkörper zwei ao oder allenfalls vier Radialschlitze aufweist.

Es ist andererseits bekannt, daß die auf eine Matrize ausgeübte Vorspannung bestimmend ist für die Maßgenauigkeit des Werkstückes, das mit einem solchen Werkzeug herzustellen ist. Zur Erzeugung dieser Vorspannung ist es auch bekanntgeworden, die Matrize in einen Haltering mit konischer Umfangsfläche einzusetzen, der seinerseits unter hohem Druck in die konische Bohrung eines Vorspannringes eingepreßt ist. Für die Praxis hat es sich dabei für zweckmäßig erwiesen, mehrere solcher Vorspann- oder Halteringe konzentrisch auf die Matrize aufzuschrumpfen, um damit die Gewähr zu erhalten, daß jede Dehnung der Matrize eine vervielfachte Reibung zwischen den Oberflächen der einzelnen Vorspannlagen hervorruft. Dehnungen der Matrize werden dadurch weitgehend verhindert. Es kann in diesem Zusammenhang als bekannt angesehen werden, daß die im allgemeinen aus einem sehr harten Werkstoff gefertigten Matrizen bei Überschreitung der zulässigen Dehnung zu Bruch gehen. Werkzeuge dieser Ausführungsform eignen sich nun deshalb nicht für das Arbeiten bei wesentlich oberhalb oder unterhalb der Raumtemperatur liegenden Temperaturen, weil diese Temperaturen eine sorgfältigste Auswahl unter den Stahlarten unterschiedlicher Dehnungskoeffizienten erforderlich macht, die für die verschiedenen Vorspann- oder Halteringe Verwendung finden. Sind aber die Dehnungskoeffizienten der einzelnen Vorspann- oder Halteringe nicht genauestens aufeinander abgestellt, dann kann nicht verhindert werden, daß sich die Matrize löst. Nur am Rande sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß auch die Einhaltung der verschiedenen Schrumpfspannungen, unter welchen die einzelnen Ringe aufeinander aufgeschrumpft werden, Schwierigkeiten schaffen, denn wird hier ein kritischer Wert überschritten, dann kann, wie bereits festgehalten, die Matrize bereits bei Raumtemperatur zu Bruch gehen.

Es kommt hier nun darauf an, ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das bei hohen Absoluttemperaturen ein einwandfreies Festlegen der Matrize gewährleistet, auf die Matrize ist zur Lösung dieser Aufgabe also eine ausreichend hohe Vorspannung auszuüben, was nur dann möglich erscheint, wenn man eine Unabhängigkeit schafft von den einzelnen Dehnungskoeffizienten der Vorspannringe der im vorstehenden Absatz beschriebenen Ausführungsformen. Eine solche Unabhängigkeit ist gewährleistet, wenn man zwischen einem äußeren Haltering und der Matrize einen Stützkörper mit radialen Schlitzen anordnet. Im Hinblick auf gleichartige, oben beschriebene Ausführungsform liegt daher der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein einwandfreies Festlegen der Teilstücke eines solchen Stützkörpers um die Matrize dann zu erreichen, wenn in dem Stützkörper eine Vielzahl von Radialschlitzen vorgesehen und damit eine Vielzahl solcher Teilstücke vorhanden ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schlitze mit Abstand vor der Außen- oder

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der Innenumfangsfläche des Stützkörpers enden und Nach dem Vorhergehenden ist erkennbar, daß für

daß der Haltering in bei Ziehwerkzeugen bekannter ein Werkzeug aus einem äußeren Haltering und einer Weise auf die Matrize aufgeschrumpft ist. Ist der unter Vorspannung gehaltenen Matrize, zwischen Stützkörper gemäß einer bevorzugten Ausführungs- denen ein Stützkörper mit radialen Schlitzen angeform mit dem Haltering einstückig ausgebildet, dann 5 ordnet ist, anzustreben ist, dem Stützkörper eine Vielsollten diese Schlitze mit Abstand vor der Außen- zahl solcher Radialschlitze zu geben, also eine Vielumfangsfläche dieses einstückigen Körpers enden. Be- zahl von Teilstützkörpem vorzusehen. Eine solche sonders zweckmäßig ist es, die Enden der Schlitze Vielzahl von Teilstützkörpem zweckmäßig in der sich in einer Bohrung erweitern zu lassen und/oder Größenordnung zwischen etwa 10 und 20 ist in ihrer die Schlitze gekrümmt auszubilden, was dann in Ver- io Wirkung vergleichbar mit derjenigen eines hydraubindung mit dem Hauptmerkmal der Erfindung ge- lisohen Übertragungsgliedes. Dabei sollte die Tiefe genüber den vorbekannten Ausführungsformen fol- der einzelnen Schlitze des Stützkörpers relativ groß gende Vorteile bringt. gewählt werden, um in Umf angsrichtung wirkende

Wie bereits erwähnt, ist die der Matrize aufgege- Spannungen zu verhindern oder wenigstens auf ein bene Vorspannung bestimmend für die Maßgenauig- 15 Minimum zu begrenzen. Es können solche Werkkeit der Werkstücke. Wird diese Vorspannung durch zeuge aus einem äußeren Haltering und einer Madas Aufschrumpfen eines Halteringes unter Zwischen- trize mit dazwischen angeordnetem Stützkörper schaltung eines Schlitze aufweisenden Stützkörpers auch mehrschichtig ausgebildet werden, um bei einer hervorgerufen, dann herrschen bei Raumtemperatur vorgegebenen Größe des Halteringes die Matrize zwischen den einzelnen Teilen Reibungskräfte vor, ao größeren Druckbelastungen aussetzen zu können, die jedem Teilstützkörper eine in Umfangsrichtung Die Erfindung wird nachstehend an Hand mehrewirkende Vorspannung aufgeben, jeder Teilstützkör- rer in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele per übt also auf die Matrize einen Druck aus. Sind näher beschrieben. Es zeigt nun nur wenige Teilstützkörper zwischen Haltering F i g. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der F i g. 2 und Matrize angeordnet, dann üben diese wegen der as durch ein Werkzeug nach der Erfindung, vorherrschenden Reibungskräfte bei Raumtemperatur Fig. 2 eine Draufsicht auf das Werkzeug der

eine weit höhere Druckkraft auf die Matrize aus als Fi g. 1 bei abgenommener Ringplatte und eine Vielzahl solcher Teilstützkörper beispielsweise Fig. 3 bis 6 Teildraufsichten auf das Werkzeug

in der Größenordnung zwischen 10 und 20, denn bei bei abgenommener Ringplatte gemäß unterschiedeiner solchen Vielzahl von Teilstützkörpem vermag 30 licher Ausführungsibeispiele.

jeder einzelne Teilstützkörper unter der ihm aufge- In der Zeichnung ist mit .der Bezugsziffer 1 ein

gebenen Vorspannung bezüglich der Achse der Ma- äußerer Haltering bezeichnet, dessen Boden 2 einen trize nur einen vernachlässigbar kleinen Winkelweg Stützkörper 3 unterstützt. Unter Zwischenschaltung zurücklegen, was zur Folge hat, daß die auf ihn ein- dieses Stützkörpers 3 ist der Haltering 1 auf die Mawirkenden Reibungskräfte gleichfalls vernachlässig- 35 trize 8 aufgeschrumpft, die nach oben von einer Ringbar klein sind. Dies heißt aber mit anderen Worten, platte 7 abgedeckt ist. Ein nach innen gerichteter Andaß unter Berücksichtigung der zulässigen Dehnung, satz 9 der Ringplatte 7 liegt auf der Matrize 8 auf. bei deren Überschreitung bekanntlich die aus einem Die Matrize 8 kann auch in den Haltering eingesehr harten Werkstoff hergestellte Matrize zu Bruch schrumpft oder eingepreßt sein, so daß in jedem Fall geht, bei Vorhandensein einer Vielzahl solcher Teil- 40 ein Preßsitz vorhanden ist.

stützkörper der äußere Haltering unter einer wesent- Der Stützkörper 3 ist nun gemäß F i g. 2 mit einer

Hch höheren Spannung auf die Matrize aufgeschrumpft Vielzahl von Radialschlitzen 4 versehen, deren Enwerden kann als vergleichsweise beim Vorhandensein den sich jeweils zu einer Bohrung 6 erweitem und mit nur einer geringen Anzahl. Die von dem aufge- geringem Abstand vor der Außenumfangsfläche des schrumpften äußeren Haltering ausgeübte Vorspan- 45 Stützkörpers liegen. Zwischendiesen Radialschlitzen 4 nung auf die Matrize muß aber insbesondere dann werden somit Teilstützkörper 5 gebildet, die über relativ hoch gewählt werden, wenn in Temperatur-. Brücken miteinander in Verbindung stehen, was den bereichen gearbeitet wird, die wesentlich oberhalb Vorteil bringt, daß der Stützkörper maßgenau be- oder unterhalb der Raumtemperatur liegen, denn in arbeitet werden kann, ehe der Haltering auf die aus diesen Temperaturbereichen stellt sich ein Abfall der so einem harten Werkstoff hergestellte Matrize aufge-Vorspannung des äußeren Halteringes ein, was dazu schrumpft wird.

führen kann, daß die Matrize nicht mehr einwandfrei In der Ausführungsform nach F i g. 4 münden die

festgehalten wird. Radialschlitze 4 in der Außenumfangsfläche des Stütz-

Weiterhin ist in diesem Zusammenhang noch fest- körpers 3, sie enden mit geringem Abstand vor deszuhalten, daß die bei einer geringen Anzahl von Teil- 55 sen Innenumfangsfläche. In der Ausführungsform Stützkörpern in jedem Teilstützkörper in Umfangs- nachFig. 5 mündendieRadialschlitze4 abwechselnd richtung wirkende Vorspannung im Bereich von des- in der Außenumfangsfläche und in der Innenumfangssen Endflächen andere Radial- und Tangentialkräfte fläche des Stützkörpers 3, sie enden also abwechselnd besitzt als etwa im mittleren Bereich zwischen diesen mit geringem Abstand vor dessen Innen- bzw. vor Endflächen. Diese unterschiedlichen Kräfte lösen in 60 dessen Außenumfangsfläche. In beiden Fällen erweider Matrize Seiherspannungen aus, die den Bruch der tem sich die Radialschlitze jeweils in einer Bohrung 6. Matrize begünstigen werden. Solche unterschied- In den Ausführungsformen nach den F i g. 3 und

liehen, asymmetrisch wirkenden Kräfte wirken sich 6 ist der Stützkörper mit dem Haltering einstückig erst recht bei erhöhten Arbeitstemperaturen aus, was ausgebildet und die Radialschlitze 4 enden mit Abzur Folge hat, daß eine ursprünglich kreisrunde Öff- 65 stand vor der Außenumfangsfläche dieses einstückinung der Matrize allmählich elliptisch wird und dem- gen Körpers 10. In bestimmten Fällen kann es dabei zufolge die Maßgenauigkeit insbesondere gezogener zweckmäßig sein, die Schütze gemäß F i g. 3 ge-Werkstücke unzureichend wird. krümmt auszubilden, diese Ausführungsform eignet

sich insbesondere für den Ausgleich großer Ausdehnungsunterschiede zwischen Haltering und Matrize und beim Arbeiten in hohen Temperaturbereichen, wie diese beim Strangpressen von Metallen auftreten können. Während der Stützkörper 3 in der Ausführungsf orm nach F i g. 2 zwölf Teilstützkörper aufweist, weist der Körper 10 nach F ig. 3 achtzehn solcher Teilkörper auf, beide Ausführungsformen liegen damit mit der Anzahl ihrer Teilkörper in dem bevorzugten Bereich zwischen etwa zehn und zwanzig Teil-Stützkörpern.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ziehwerkzeug, Gesenk od. dgl. aus einem äußeren Haltering und einer unter Vorspannung gehaltenen Matrize, zwischen denen ein Stützkörper mit radialen Schlitzen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (4) mit Abstand von der Außen- oder der Innenumfangsfläche des Stützkörpers (3) enden und daß der Haltering (1, 2) in bei Ziehwerkzeugen bekannter Weise auf die Matrize (8) aufgeschrumpft ist.

2. Ziehwerkzeug, Gesenk od. dgl. nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (3) mit dem Haltering (1) einstückig ausgebildet ist und die Schlitze (4) mit Abstand vor der Außenumfangsfläche dieses einstückigen Körpers (10) enden.

3. Ziehwerkzeug, Gesenk od. dgl. nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Schlitze (4) sich zu einer Bohrung (6) erweitern.

4. Ziehwerkzeug, Gesenk od. dgl. nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (4) gekrümmt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 952 977;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1044 749,
1014950;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1840 414;

britische Patentschriften Nr. 622 509, 584 016,
080,343 668;

USA.-Patentschrift Nr. 2 028 652.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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