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Verfahren zum Herstellen eines hülsenförmigen Hohlkörpers aus Metall
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines hülsenförmigen
Hohlkörpers mit eiförmig zugespitztem, dickerem Boden aus einer durch Ziehen und
Abstrecken erzeugten zylindrischen Hülse, deren Endteil mit ebenem Boden durch Stauchen
in einen Formraum, der innen vom Stauchstempel begrenzt ist, zu der gewünschten
Eiform verformt wird.
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Bei dem bekannten Verfahren hat der durch Ziehen einer Blechronde
zu einem Napf und Weiterziehen sowie Abstrecken gewonnene hülsenförmige Hohlkörper
eine innen und außen durchgehend glatte Mantelfläche. Die Stauchkraft greift beim
Erzeugen der Eiform am dem Boden entgegengesetzten Rande der Hülse an. Dies bringt
die Gefahr einer unerwünschten Verformung des an die Eiform anschließenden Hülsenmantels
und der Faltenbildung im umzuformenden Bodenbereich der Ausgangshülse mit sich.
Diese Gefahr ist um so größer, je größer der Dickenzuwachs im Bodenbereich
durch die Umformung sein soll. Es kann zur Bildung von Rissen kommen, die auch einen
eLwa vorgesehenen Plattierüberzug beeinträchtigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Gefahren zu vermeiden.
Sie besteht darin, daß die Stauchkraft von einer an der Hülse durch Abstrecken erzeugten
Innenschulter aus eingeleitet wird, die im Bereich des Ansatzes der eiförmigen Spitze
liegt. Das Ergebnis dieses Verfahrens ist, daß der an die eiförmige Spitze anschließende
Mantel des hülsenförmigen Hohlkörpers der Stauchkraft nicht unterworfen wird, sondern
lediglich der Boden der Hülse und ein diesem unmittelbar benachbarter Abschnitt
der Hülse, der mit in die eiförmige Spitze eingeht und von vornherein dicker als
der verbleibende zylindrische Mantel ist. Die Verformung hält sich deshalb in einem
solchen Maße, daß eine Faltenbildung nicht eintritt und eine vorhandene Plattierung
keine Risse erhält.
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Das Erzeugen einer Innenschulter an einem Hohlkörper durch Abstrecken
ist an sich bekannt. Bei der Herstellung von Aluminiumhülsen für Jagdschrotpatronen
ist es ferner bekannt, von einer beiderseits offenen Zylinderhülse ausgehend das
eine Ende der Hülse durch Einwirken einer Axialkraft zu einer Kalotte einzuziehen.
Eine Innenschulter, die im Laufe des Einziehvorganges durch Verengen der Hülse herausgebildet
wird, dient nicht für den Angriff der axialen Verformungskraft, sondern diese greift
am Hülsenrand an. Wie bei dem erstbeschriebenen bekannten Verfahren wird auch hier
die Stauchkraft über die ganze Hülsenlänge wirksam mit den entsprechenden Folgen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfinduna, kann in einer Vorstufe eine eiförmige
Spitze mit gegenüber der Endform geringerer Dicke erzeugt und in der Fertigstufe
der Werkstoff in der eiförmigen Spitze radial nach innen und außen gestaucht werden.
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Der vollständige Verfahrensablauf ist nachstehend an Hand eines in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt Fig.
1 das Verformungswerkzeug zum Ziehen eines Napfes, Fig. 2 das Verformungswerkzeug
zum Erzeugen eines Napfmantels mit Innenschulter durch Ab-
strecken, Fig.
3 das Verformungswerkzeug zum weiteren Ab-
strecken des Napf- bzw.
Hülsenmantels, Fig. 4 das Abschneiden des offenen Endes der Hülse, Fig.
5 das Verformungswerkzeug zum Verformen der eiförmigen Spitze und Fig.
6 das Verformungswerkzeug für den abschließenden Stauchvorgang.
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In Fig. 1 ist der Ziehstempel mit 1 und der Zichring
mit 2 bezeichnet. Der Ziehring weist an seiner Oberfläche die kreisförmige Vertiefung
3 auf, in welche die Blechronde 4 eingelegt ist. Die zylindrische Bohrung
5 ist bei 8 abgesetzt, so daß sich die Bohrung
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insgesamt aus den Bohrungsabschnitten 6 und 7
mit unterschiedlichen
Durchmessern zusammensetzt. Die Ronde 4 wird mittels des Ziehstempels
1 in den Ziehring 2 eingezogen und zu dem näpfehenförmigen Rohling9 verformt.
Dieser ist unterhalb des Ziehringes 2 im Schnitt dargestellt.
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Bei Geschoßmänteln für Handwaffenmunition, für welche das Verfahren
besonders geeignet ist, finden zweckmäßigerweise Ronden4 in einer Stärke bis zu
1 mm Verwendung.
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In der folgenden Arbeitsstufe nach Fig. 2 erhält der näpfchenförmige
Rohling 9 in der Matrize 13,
deren Bohrung 15 am Absatz 14 in
den Abschnitt 16
mit kleinerem Durchmesser übergeht, durch den Stempel
10 die Form, die unterhalb der Matrize 13
im Schnitt dargestellt ist.
Diese Form kommt durch die kegelförmige Schulter 12 am Stempel 10 zustande,
über welche der Stempel 10 in das verjüngte Ende 11
übergeht. Das so
erzeugte Näpfchen 17 erhält bei dem Verformungsvorgang nach Fig. 2 den Außendurchmesser
des Bohrungsabschnittes 16 und zum Teil den Innendurchmesser des Stempelabschnittes
11, zum Teil denjenigen des Stempelabschnittes 10, eine der Schulter
12 entsprechende Innenschulter sowie einen hinteren dünneren, durch Abstrecken verjüngten
entstandenen Mantelteil 18. Mit der Verformung ist demzufolge eine Längung
des Näpfchens verbunden.
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An den Verformungsvorgang nach Fig. 2 schließt sich der nach Fig.
3 an. Das Werkzeug hierfür unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 im wesentlichen
durch die geringeren Durchmesser der Abschnitte 24 und 25 der Bohrung 22
in der Matrize 23 und des Stempels 19 mit dem Endteil 20 und der kegelförmigen
Schulter 21. Diese Abmessungen bringen es mit sich, daß das Näpfchen 17 nach
seiner Verformung im Werkzeug nach Fig. 3 auf die Zwischenform
26 im Durchmesser noch weiter verringert und noch mehr gelängt und abgestreckt
ist. Es ist ersichtlich, daß der abgestreckte Abschnitt 27 wesentlich verlängert
ist, wobei allerdings der Rand 28 unregelmäßig verläuft. Solche Unregelmäßigkeiten
können auch bei den vorhergehenden Verfonnungsvorgängen auftreten, so daß es im
Hinblick auf die Weiterverarbeitung zweckmäßig ist, den Randteil abzustechen, wie
es in Fig. 4 veranschaulicht ist. Das Abstechen erfolgt mit dem Abstechwerkzeug
29.
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Wie Fig. 5 zeigt, wird die Zwischenform 26 in das erste
Verformungswerkzeug zum Erzeugen der eiförmigen Spitze eingebracht. Dieses Werkzeug
weist einen Stempel auf, der sich aus den Abschnitten 30
und 32 zusammensetzt,
deren Durchmesser kleiner als die entsprechenden Stempelabschnitte 19 und
20 gemäß Fig. 3 sind. Der die Stempelspitze bildende Stempelabschnitt
32 ist ein Paraboloid, das über die Schulter 31 in den zylindrischen
Abschnitt 30 übergeht. in entsprechender Weise weist die Matrize
33 den paraboloidischen Formraum 34 auf. Im Boden dieses Formraums 34 ist
das Entlüftungsloch 35 vorgesehen.
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Mittels des Stempels nach Fig. 5 wird nunmehr die Zwischenform
26 in den Formraum gedrückt, wobei die Näpfchenform in einen zylindrischen
Hohlkörper mit paraboloidischem Boden übergeht. Er ist mit 36
bezeichnet und
in einer Lage gezeigt, unmittelbar bevor die Stempelspitze 32 ihre tiefste
Stellung im Formraum 34 erreicht hat. Um das Herausnehmen des 6
Hohlkörpers
36 aus dem Forinraum 34 zu erleichtern, sind im Stempelabschnitt
30 die Vertiefungen 37 vorgesehen, die eine Verankerung des Hohlkörpers
am Stempel bewirken, so daß er beim Herausziehen des Stempels von diesem mitgenommen
wird. Die Verainkerung erfolgt dadurch, daß von dem Mantelabschnitt 38 des
Hohlkörpers in geringem Umfang Material in die Löcher 37 eindringt. Anschließend
kann dann der Hohlkörper in bekannter Weise durch Abstreiforgane vom Stempel entfernt
werden.
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Der Hohlkörper 36 wird im Anschluß an den Preßvorgang nach
Fig. 5 in das in Fig. 6 dargestellte Werkzeug eingeführt, das sich
aus der Matrize 39 mit dem Forinraum 42 und dem Stauchstempel zusammensetzt,
dessen Schaft mit 40 und dessen Spitze mit 41 bezeichnet ist. Der Stempel ist gleichfalls
mit Verankerungsvertiefungen 37 versehen, um das spätere Herausziehen der
fertigen Hülse zu erleichtern. Fig. 6
zeigt den Stempel in seiner tiefsten
Stellung, in der die Abstände zwischen der Außenfläche der Stempelspitze 41 und
der Wandfläche des Formraums 42 gegenüber den entsprechenden Abständen nach Fig.
5
wesentlich größer sind. Hierdurch wird erreicht, daß während des Stauchens,
wobei die Stauchkraft von der Innenschulter des hülsenfönnigen Hohlkörpers her wirksam
wird, das Material den erforderlichen Aufnahmeraum findet. Wie aus Fig.
6 zu erkennen ist, erfährt das in den Formraum 42 eingesetzte Ende des hülsenfönnigen
Hohlkörpers ein Zusammenstauchen, so daß es sich an die den Formraum 42 begrenzenden
Wandflächen anlegt. Es erfährt also ein Stauchen nach innen und nach außen. Obwohl
gezeigt ist, daß das Material den ganzen Forinraum zwischen Stempelspitze 41 und
Innenfläche des Formraumes 42 der Matrize 39 ausfüllt, ist es auch möglich,
den Stauchvorgang nur so weit zu treiben, daß das Material nach innen nur bis an
die gestrichelte Linie 43 gestaucht wird.
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Nach Fig. 6 trägt die Stempelspitze 41 zusätzlich noch die
kleine Spitze 44, so daß beim Stauchvorgang deren Bereich hohl bleibt, was beispielsweise
dann zweckmäßig ist, wenn noch in eine Geschoßspitze eine Bleifüllung eingebracht
wird, die somit eine Verankerung erfährt.
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Wie bereits erwähnt, kommt insbesondere bei der Herstellung von Geschoßmänteln
od. dgL als Ausgangswerkstoff plattiertes Eisenblech, z. B. kupferplattiertes Eisenblech,
zurAnwendung. Nach demVerfahren gemäß der Erfindung ist gewährleistet, daß das Ziehen,
Abstrecken und Stauchen des Materials nur in einem solchen Umfang und auf eine solche
Weise erfolgt, daß keine Risse in der Plattierung auftreten oder, falls solche auftreten
sollten, beim Stauchvorgang geschlossen werden, so daß der Korrosionsschutz erhalten
bleibt.