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Herstellung von kleinen runden getallscheiben oder -ringen. Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kleinen, runden Metallscheiben oder -ringen,
insbesondere von Ringen mit keilförmiger Erzeugenden zur Herstellung von Absatzstiften
durch Zerlegen mittels radialer Scherenschnitte. Das Neue an dem vorliegenden Verfahren
besteht darin, daß quadratische Scheiben in kaltem Zustande in runden Hohlgesenken,
in denen sie mit ihren zweckmäßig etwas gebrochenen Kanten in bekannter Weise Zentrierung
finden, durch Stempeldruck ringsum bis an die Innenwandung der Hohlgesenke zur Kreisform
ausgequetscht werden.
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Die quadratischen Anfangsscheiben können von Metallbändern von der
Breite der Quadratscheiben völlig ohne Abfall und von Blechtafeln nahezu ohne Abfall
heruntergeschnitten werden und erleiden auch bei ihrem gewaltsamen Ausquetschen
im Gesenk keinerlei Materialverlust. Darüber hinaus bietet das neue Verfahren aber
noch den weiteren Vorteil, daß den Scheiben während ihres durch das Quetschen bewirkten
Fließens nach Bedarf auch andere als ebene Oberflächen erteilt werden können. So
ist man durch entsprechende Formung der Stirnflächen der Quetschstempel oder eines
Quetschstempels und des Matrizenbodens ohne weiteres in .der Lage, je nach Bedarf
Scheiben oder Ringe mit ebenen, hohlen, schwach hohlkonischen, h:ohlkegeligen oder
gewölbten, kegeligen oder konischen Oberflächen zu erzielen. Beispielsweise lassen
sich auf diese Weise Ringe keilförmigen, radialen Querschnittes, die durch radiale
Scherenschnitte in einzelne keilförmige Absatzstifte zerlegt werden, auf billigstem
Wege herstellen.
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Zum Lochen und gleichzeitigen Formgeben von Eisen- und Stahlblöcken
in erhitztem Zustande hat E h r h a r d t ein Verfahren vorgeschlagen, darin bestehend,
daß Metallblöcke oder Stäbe von drei-, vier- oder mehreckigem Querschnitt, bei welchen
Werkstücken die Materialfasern parallel zu seinen Kanten gelagert sind, in eine
Matrize derart lose eingesetzt werden, daß die Kanten des Stabes an den Wandungen
der Matrize anliegen und leine Endfläche desselben auf dem Boden der Matrize aufruht,
und daß alsdann von der entgegengesetzten Endfläche ein Dorn zentrisch in das Werkstück
parallel zu dessen Kanten hineingepreßt wird, wobei der Dornquerschnitt gleich der
Summe der ,Querschnitte ist, welche zwischen Werkstück und Matrize verbliebem sind,
so daß das durch die Kanten gehaltene Werkstück ohne wesentliche Stauchung teilweise
oder in der ganzen Länge in der Weise gelöcht wird, daß das Material desselben nach
den Wandungen der Matrize hing verdrängt
wird, wodurch die Matrize
in einer denn eindringenden Teil des Dornes entsprechenden Länge voll ausgefüllt
wird, ohne daß das Werkstück von seiner freien Endfläche aus einen Stauchdruck erfährt.
Hier handelt es sich um die Herstellung zylinderförmiger Gebilde (Granaten) aus
großen quadratischen Blöcken, deren Material in erhitztem Zustande durch Eintreiben
eines spitzen Dornes an die hohlzylindrische Wandung des Hohlgesenkes verdrängt
werden soll. Von diesem Verfahren, das auch schon zur Herstellung von Vorwerkstücken
zum Ziehen und. Pressen von Scheibenrändern und Speichenrädern angewendet wurde,
unterscheidet sich das vorliegende Verfahren durch die Bearbeitung viel kleinerer,
von kaltem Bandeisen abschneidbarer Quadratscheiben in kaltem Zustande und ohne
Eintreiben eines spitzen Verdrängungsdornes. Von .einem anderen Verfahren zur Herstellung
von schmiedeisernen Wagenrädern aus einem mehrkantigen, plattenförmigen Arbeitsstück,
bei welchem die nicht in, sondern auf das Hohlgesenk gelegte Vierkantplatte in erhjtztem
Zustande durch einen Spitzdorn gelocht und dabei :durch den folgenden Preßstempel
in das Hohlgesenk hineingezogen wird, unterscheidet sich das neue Verfahren in erster
Linie durch Abschneiden viel dünnerer und kleinerer Quadratscheiben von kaltem Bandeisen,
während dort, angeblich auch zur Materialersparnis, die quadratischen, sehr dicken
Platten von einem weißglühenden, unmittelbar aus der Walzenstraße kommenden; sehr
dicken, flachen Eisenstrang abgeschnitten werden sollen, aber wahrscheinlich wegen
der großen Dicke auch in weißglühendem Zustande nicht abgeschnitten werden. können.
In Wirklichkeit wird dort auch die behauptete Materialersparnis gar nicht erzielt,
weil bei den für Wagenräder nur in Fragekommenden großen Blockdicken auch runde
Anfangsblöcke nicht aus größeren Platten herausgestanzt werden könnten und, unter
gleichem Materialaufwand wie für quadratische Blöcke geschmiedet werden müßten.
(Dasselbe gilt von dem Ehrhardtschen Verfahren, für welches Materialersparnis auch
nirgends behauptet wird.) Bei dem neuen Verfahren wird dagegen gegenüber der Verwendung
kleiner, kalt gestanzter Rundscheiben die Materialersparnis tatsächlich erzielt.
Außerdem wird der Quadratblock dort nicht wie hier im Hohlgesenk selbsttätig, sondern
auf diesem künstlich zentriert und beim Lochen durch den nachfolgenden Formstempel
in dasselbe in erhitztem Zustande hineingedrückt, wobei die aufstehenden Ecken später
niedergedrückt werden. Bei diesem Hineindrücken oder Hineinziehen des Quadratblockes
in das Hohlgesenk findet das Material keine freien Hohlgesenksegmente, in die hinein
es wie beim neuen Verfahren ungehemmt ins Fließen gebracht werden könnte, und die
es im Fluß ohne Verdrä bgung .durch einen Spitzdorn unter dem Stempelschlag augenblicklich
ausfüllen kann.
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Die bekannten Verfahren wiesen gebieterisch auf das Warmpressen quadratischer
Anfangsscheiben unter Verdrängen des Materials durch den Spitzdorn hin. Nach ihnen
mußte die hier nur zur Materialersparnis angestrebte Formänderung -ohne Eintreiben
eines Verdrängungsdornes, lediglich mittels stumpfer Stempel, als unmöglich erscheinen.
In ,der gegenteiligen Erkenntnis, daß quadratische, kleine -Anfangsscheiben bei
Zentrierung durch ihre Kanten in kaltem Zustande zwischen diesen bis zur Füllung
des Hohlgesenkes zum Fließen gebracht werden können, ohne daß ein Spitzdorn die
Materialverdrängung einleitet oder bewirkt, liegt die vorliegende Erfindung, die
durch die bedeutende Materialersparnis einen wesentlichen Fortschritt bringt. Der
Gedanke, Absatzstifte aus Kreisringen mit keilförmiger Erzeugenden durch deren radiales
Zerschneiden herzustellen, wäre ohne die .neue Erfindung in Ermangelung eines sonstigen
billigen Verfahrens zur Bildung solcher Ringe praktisch unausführbar oder doch nur
mit Kosten durchführbar, welche das neue Nagelherstellungsverfahren gegenüber den
vorher bekannt gewesenen Verfahren ins Hintertreffen bringen würde.
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Auf der Zeichnung sind die Herstellung von Rundscheiben und Ringen
nach dem neuen Verfahren und die dazu geeigneten Vorrichtungen beispielsweise veranschaulicht.
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Abb. i zeigt das Materialband, Abb. 2 von oben= und von der Seite
eine von diesem Band abgeschnittene Quadratscheibe als. Anfangsstück. Die Abb. 3
bis io lassen als, Ausführungsbeispiel eine Reihe von Querschnitten der aus dieseln
Anfangsstück ausquetschbaren Rundscheiben oder Ringe erkennen.
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Abb. i i zeigt ein zum Pressen beiderseits ebener Scheiben dienendes.
Matrizengesenk mit eingelagerter Quadratscheibe im Längsschnitt.
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Abb. 12 ist eine Draufsicht auf die offene Matrize mit der eingelagerten
Quadratscheibe. Abb. 13 zeigt die Herstellung einer beiderseits hohlen Scheibe mittels
gegenläufiger Quetschstempel und Abb. 1 ¢ die Herstellung eines zur Herstellung
keilförmiger Absatzstifte dienenden Ringes von kegelförmigem Querschnitt, ebenfalls
mittels gegenläufiger Quetschstempel.
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Von dem Metallband a oder von einer Blechtafel -werden Quadrate b
heruntergeschnitten, die erfindungsgemäß als Anfangsstücke verwendet und durch Ausquetschen
in Kreis-
Scheiben bzw. durch Ausstanzen mit folg--ndem Ausquetschen
in Kreisringe verwandelt werden. Das Ausquetschen kann durch ein entsprechend kräftiges
Schlagwerk oder durch eine starke hydraulische Presse in einem Arbeitsgang oder
in mehreren Arbeitsgängen auf warmem oder kaltem Wege erfolgen. Nach den Abb. i
i und 12 wird die Quadratscheibe b mit ihren etwas gebrochenen Kanten e an der hohlzylindrischen
Wandungd der Matrize l von selbst zentriert, wenn sie sich auf den Matrizenboden
g auflegt. Das Brechen der Kanten ist, wenn die Zentrierung an der Matrizenwandung
erfolgen soll, nicht unbedingt erforderlich, sondern nur zweckmäßig. Es können auch
kleinere Quadratscheiben verwendet und auf andere Weise zentriert werden. Schlägt
der genau in die Matrizenbohrung passende Stempel i nun mit seiner ebenen Stirnfläche
mit entsprechender Wucht auf die Quadratscheibe auf, so kommt deren Material, das
beispielsweise Schmiedeeisen, Flußeisen, Stahl, Messing oder ein sonstiges Metall
sein. kann, ins Fließen. Es fließt unter entsprechend starkem Schlag so lang, bis
.es die beim Einlegen der Quadratscheibe frei gebliebenen Kreissegmente k völlig
ausfüllt und sich satt an die Matrizenwandung d anschmiegt. Bei ebenem Matrizenboden
g ergibt sich hierbei die Kreisscheibe l nach Abb. 3 mit parallelen Kreisflächen
m.
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Je nachdem man den Boden der Matrize als Hohlkugel- oder Vollkugelabschnitt
ausführt, kann man die untere Fläche der so entstehenden Kreisscheibe nach Abb.
q auch vollkugelig oder nach Abb. 5 hohlkugelig ausbilden, was für gewisse Anwendungsfälle
der Scheibe Bedeutung gewinnt, beispielsweise wenn die Scheibe als Teil eines Kugelgelenkes
dienen soll oder wenn für denselben Zweck oder sonstige Fälle der Vollkugelabschnitt
der einen Scheibe in den Hohlkugelabschnitt der anderen Scheibe auf billigste Weise
anzupassen ist. Bildet man sowohl den Matrizenboden als auch die Stempelstirnfläche
als Hohlkugelabschnitt aus, so ergibt sich die beiderseits vollkugelige Scheibe
nach Abb.6 und bei vollkugeliger Stempelstirnfläche gegenüber einem vollkugeligen
Matrizenboden eine beiderseits hohle - Scheibe nach Abb. 7. Eine zur abfallosen
Herstellung der Scheibe nach Abb.7 geeignete Quetschvorrichtung ist aus Abb. 13
ersichtlich, nach welcher zwei in einem hohlzylindrischen Formring f gegenläufig
verschiebbare Stempel k mit ihren kugelabschnittförmigen Stirnflächen i' die Quadratscheibe
von beiden Seiten her ausquetschen, bis deren Material durch Fließen nach den Ringwandungen
d hin die Kreisabschnitte k völlig ausfüllt. Macht man den Matrizehboden und die
Stirnfläche des einzigen Stempels oder bei gegenläufigen Stempeln deren Stirnflächen
stumpfkegelig, so ergibt sich aus der Quadratscheibe die beiderseits stumpf hohlkegelige
Rundscheibe nach Abb. B.
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Läßt man nach Abb. 14 die stumpfkonische Stirnfläche i" des obren
Stempelst in einen Lochdornn übergehen, der in eine entsprechende Bohrung o des
unteren Stempels it mit ebenfalls konischer Stirnfläche i" genau paßt, so entsteht
beim Ausquetschen der Quadratscheibe der Kreisring p nach Abb. i o mit keilförmigem
Querschnitt, indem der vor der oberen Quetschfläche i" hergeschobene Lochdorn n
zuerst das Loch o' aus der Quadratscheibe ausstanzt und die Quetschflächen hierauf
die Formung übernehmen. Hier kann das Lochen und Formen der Quadratscheibe zu dem
Ring nach Abb. io in einem einzigen Arbeitsgang ausgeführt werden, aber dadurch,
daß man da:s Loch o' aus der Quadratscheibe herausstanzt, solange diese noch ihre
ursprüngliche Dicke hat, ergibt sich ein Materialabfall, der wesentlich vermindert
werden kann, indem man aus der Quadratscheibe zunächst eine Vollscheibe vom Querschnitt
nach Abb.9 mit abgeplatteten Hohlkonusflächen ausquetscht und nachträglich nur die
sehr dünne mittlere Abplattung durch Ausstanzen entfernt.
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Statt der Quadratscheiben, die sich a"rn leichtesten und völlig abfallos
herstellen lassen, könnten im Bereich der Erfindung auch Drei-, Sechs- oder Achtkantscheiben,
bei deren Abschneiden sich immer noch weniger Materialabfall ergibt als beim Ausstanzen
von Kreisscheiben, als Anfangsstücke gewählt werden.