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Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A MOUNTING ON A THIN SHEET METAL SHAPED PART
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/029868
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method and device for producing a mounting on a sheet metal shaped part (2) made of thin sheet metal, in which the sheet metal shaped part (2) is provided with a dome (6). The object of the invention is to be able to produce the mounting economically even for thin metal sheets. To that end, the dome (6) is brought into engagement with a die (19) and pressure is applied to the side of the dome (6) opposite the die (19).

Inventors:
LUCKHARDT WOLFGANG (DE)
LUCKHARDT CHRISTOF (DE)
Application Number:
PCT/EP1997/000759
Publication Date:
August 21, 1997
Filing Date:
February 18, 1997
Export Citation:
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Assignee:
LUCKHARDT OHG (DE)
LUCKHARDT WOLFGANG (DE)
LUCKHARDT CHRISTOF (DE)
International Classes:
B21D26/02; (IPC1-7): B21D26/02; B21D51/38
Domestic Patent References:
WO1993012982A11993-07-08
Foreign References:
DE2702890A11978-07-27
US2455767A1948-12-07
EP0521637A11993-01-07
DE2735505A11979-02-08
DE172442C
US2271762A1942-02-03
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Halterung an einem Blechformteil aus dünnem Blech, bei dem das Blech¬ formteil mit einer becherförmigen Ausformung ver¬ sehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfor mung (6) mit einer Matrize (19) in Eingriff ge¬ bracht wird und die der Matrize (19) gegenüberlie¬ gende Seite der Ausformung (6) mit einem Druck be¬ aufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Raum (22) erzeugt wird, des¬ sen Begrenzungswände die Teile der Ausformung (6) umfassen, die einem Formungsabschnitt (18) der Ma¬ trize (19) benachbart sind, und der Raum (22) mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Gas gefüllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Dadurch, daß der Raum (22) klein ist und die Gaszufuhr erfolgt schlagartig erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck durch Kompression einer Elastomerfe¬ der erzeugt wird, die das Blech in die Matrize preßt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kraft auf die Elastomerfeder senkrecht zur Umformrichtung wirken läßt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck über einen vorbe¬ stimmten Zeitraum aufrechterhalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (19) in einem Ober¬ teil (17) und das Blechformteil (2) in einem Unter¬ teil (7) gehalten werden, die vor der Druckbeauf¬ schlagung miteinander verriegelt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (19) eine Negativform eines Gewin¬ des (18) aufweist, das Blechformteil (2) drehfest in dem Unterteil (7) gehalten wird und die Matrize (19) und das Unterteil (7) nach einem Absenken des Drucks relativ zueinander verdreht werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Matrize (18') mindestens ein insbesondere ringförmig verlaufender Vorsprung (30) vor der Druckbeaufschlagung ausgefahren und nach der Druckbeaufschlagung wieder eingefahren wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (19) an der Außen¬ seite der Ausformung (6) anliegt.
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß ein Oberteil (17) eine Matrize (19) auf¬ weist, ein Unterteil (7) eine Werkstückaufnahme (8) und eine Druckerzeugungseinrichtung (9, 13; 122, aufweist und daß das Oberteil (17) und das Unterteil (7) aufeinander zu bewegbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß Oberteil (17) und Unterteil (7) in einer Arbeitsposition miteinander verriegelbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Druckerzeugungseinrichtung einen Gas anschluß (9) aufweist, der in der Arbeitsposition mit einem Rohrende (12) in die Matrize (19) hinein¬ ragt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich net, daß eine Dichtungsanordnung (13) das Rohrende (12) ringförmig umgibt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da¬ durch gekennzeichnet, daß auch das Oberteil (17) eine Dichtungsanordnung (20, 21) aufweist, die auf die Seite des Blechformteils (2) wirkt, die mit der Matrize (19) in Eingriff kommt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Elastomerfeder (122) auf der der Matrize (19) gegenüberliegenden Seite des Blechformteils (2) und ein mit der Elastomerfeder (122) zusammenwirkende Druckstößel (112) vorgesehen sind. ZO 11.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Druckstößel (112) eine Bewegungsrich¬ tung (133) parallel zur Oberfläche der Matrize (19) aufweist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Elastomerfeder (122) aus Po¬ lyurethan gebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Oberteil (17) einen Rotationsantrieb (27) aufweist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, da durch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme (8) eine Verdrehsicherung (14) für das Blechformteil (2) aufweist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, da durch gekennzeichnet, daß die Matrize (19) eine Negativform (18) eines Gewindes aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 21, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Matrize (18') minde stens einen aus und einfahrbaren Vorsprung (27) aufweist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Halterung an einem Blechformteil aus dünnem Blech

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halterung an einem Blechformteil aus dünnem Blech, bei dem das Blechformteil mit einer becherförmi¬ gen Ausformung versehen wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei Formteilen, die aus dünnem Blech gebildet sind, also Blechen mit einer Stärke von einem halben Millime¬ ter oder weniger, ist es relativ schwierig, Befesti- gungsmöglichkeiten für Anbauteile zu schaffen. Diese

Problematik soll am Beispiel einer Gaskartusche erläu¬ tert werden, die eine Halterung benötigt, an der eine Entnahmeeinrichtung, beispielsweise ein gasbetriebener Lötkolben, lösbar befestigt werden soll.

Derartige Gaskartuschen haben einen Deckel, der als Blechformteil ausgebildet ist . In diesem Deckel wird später ein Ventil untergebracht, das von außen betätigt wird. Hierzu muß allerdings ein Aufsatz mit dem Deckel verbunden werden. Die Verbindung muß relativ stabil sein, damit die Gasentnahme mit der nötigen Sicherheit erfolgen kann. Andererseits ist man aus Kostengründen bestrebt, den Materialaufwand so gering wie möglich zu halten.

Um die Entnahmeeinrichtung mit der Gaskartusche verbin¬ den zu können, ist es bekannt, den Deckel mit einer becherförmigen, nach außen ragenden Ausformung zu ver¬ sehen. Diese Ausformung bildet dann einen nach außen vorstehenden Zylinder an dessen Außenseite ein Gewinde angebracht wird, an das die Entnahmeeinrichtung ange¬ schraubt werden kann. Bislang wurde dieses Gewinde ein¬ geschnitten. Dies setzt jedoch eine erhebliche Blech¬ stärke voraus, weil aus Sicherheitsgründen immer eine gewisse Mindeststärke des Blechs erhalten bleiben muß und zwar auch im Gewindegrund. Wenn diese Mindestdicke beispielsweise 0,18 mm beträgt, was nach den geltenden Normen der Fall ist, würde man mit einem Blech einer Dicke von 0,28 mm nur eine Gewindetiefe von 0, 1 mm er- zielen, was in der Regel nicht ausreicht, um die not¬ wendigen Haltekräfte aufzubringen. Eine Zerspanung ist bei derartig dünnen Blechen und Gewindetiefen mit ver¬ tretbarem Aufwand praktisch nicht möglich. Zudem ent¬ stehen durch die Späne und die Emulsion Verunreinigun- gen, die später wieder entfernt werden müssen, was die Kosten weiter erhöht.

Ähnliche Probleme entstehen dann, wenn anstelle des Gewindes andere Konturen gewünscht sind, beispielsweise umlaufende Rillen, in die ein Anschlußteil einrastet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Halterung auf kostengünstige Art auch bei dünnen Ble¬ chen zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Ausformung mit einer Matrize in Eingriff gebracht wird und die der Matrize gegenüberliegende Seite der Ausformung mit ei¬ nem Druck beaufschlagt wird.

Die Ausformung, die man auch als "Dom" bezeichnen kann, wird also in die Matrize eingeführt. Die Matrize hat auf ihrer Innenseite die Negativform der später auf der Außenseite des Doms gewünschten Form. Wenn nun die In- nenseite des Domes mit Druck beaufschlagt wird, expan¬ diert der Dom. Seine Außenseite wird dann unter Druck an die Matrize gepreßt. Da es sich nur um ein dünnes Blech handelt, nimmt die Außenseite des Domes die ge¬ wünschte Form an, weil sie sich dicht an die entspre- chende Negativform der Matrize anlegt. Es erfolgt also eine Umformung des Domes, die letztendlich zu der ge¬ wünschten Außenkontur führt, ohne daß eine Schwächung des Materials erfolgt. Diese Außenkontur bildet dann allgemeiner ausgedrückt die gewünschte Befestigungskon- tur oder das Befestigungsprofil, an dem Anbauteile si¬ cher befestigt werden können. Auch wenn sich an der ein oder anderen Stelle gewisse Dickenänderungen des Blechs ergeben, läßt sich gewährleisten, daß die erforderliche Mindeststärke des Blechs an allen Stellen erhalten bleibt. Falls eine entsprechende Kontur auf der Innen¬ seite des Domes gewünscht ist, muß die Matrize entspre¬ chend anders ausgebildet werden. Anstelle einer Innen¬ kontur trägt sie dann eine Außenkontur und wird in das Innere des Domes eingeführt. Der Druck wird dann von der Außenseite des Domes aufgebracht, um das Befesti¬ gungsprofil oder die Befestigungskontur auszuformen. Mit dem neuen Verfahren lassen sich also die gewünsch-

ten Konturen oder Profilierungen auf beiden Seiten des Blechformteiles anbringen. Der Druck muß immer nur von der Seite aufgebracht werden, an der die Matrize nicht anliegt. Es entstehen keine Verunreinigungen, d.h. das Blechformteil kann nach dem Umformen gleich weiter ge¬ handhabt oder verarbeitet werden, ohne daß es gesäubert werden muß.

Vorzugsweise wird ein geschlossener Raum erzeugt, des- sen Begrenzungswände die Teile der Ausformung umfassen, die einem Formungsabschnitt der Matrize benachbart sind, und der Raum wird mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Gas gefüllt. Dadurch, daß zunächst ein geschlossener Raum erzeugt wird, begrenzt man das Volumen, das später mit einem Gas gefüllt und unter

Druck gesetzt werden muß. Wenn nun dieses Volumen mit dem Gas gefüllt wird und dieses Gas unter Druck steht, lassen sich die gewünschten Drücke auf das Blechformteil so erzeugen, daß die zu profilierende Seite des Domes oder der Ausformung in die Matrize ein¬ gepreßt werden. Gase lassen sich auf bekannte Weise auf die notwendigen hohen Drücke bringen. Als Gas läßt sich vorzugsweise Stickstoff oder ein anderes umweitverträg¬ liches Gas verwenden, das ohne Umweltbelastung oder - kontaminierung in die Atmosphäre abgegeben werden kann.

Dann entstehen keine Entsorgungsprobleme.

Vorzugsweise ist der Raum klein und die Gaszufuhr er¬ folgt schlagartig. Wenn der Raum klein ist, benötigt man entsprechend wenig Gas. Hierdurch kann der

Leistungsbedarf gering gehalten werden. Wenn das Gas schlagartig zugeführt wird, also den Raum in kurzer Zeit mit dem notwendigen Druck füllt, ergibt sich eine quasi explosionsartige Umformung, ohne daß allerdings Explosivstoffe verwendet werden müssen. Dies hat im allgemeinen einen positiven Effekt auf die Struktur der Ausformung.

In einer alternativen Ausgestaltung kann der Druck durch Kompression einer Elastomerfeder erzeugt werden, die dann das Blech in die Matrize preßt . Man verbraucht dazu keine Betriebsstoffe, wie Gas, und kann relativ schnell arbeiten. Wenn man eine Elastomerfeder in eine Richtung komprimiert, dann expandiert sie in eine ande¬ re Richtung und zwar dorthin, wo Raum zur Expansion zur Verfügung steht. Dadurch ist es möglich, die in die Elastomerfeder eingeleitete Kraft "umzulenken", so daß das Blechformteil unter der Wirkung der in eine Rich¬ tung komprimierten und dadurch in eine andere Richtung expandierten Elastomerfeder in die Matrize einzupres¬ sen.

Vorzugsweise läßt man eine Kraft auf die Elastomerfeder senkrecht zur Umformrichtung wirken. Wenn also die Um¬ formung in radialer Richtung am Dorn erfolgen soll, wird die Elastomerfeder axial zusammengedrückt. Dadurch expandiert sie radial. Dadurch, daß die Kompression im wesentlichen senkrecht zur Expansion der Druckfeder erfolgt, läßt sich eine sehr gleichmäßige Kraftvertei¬ lung auf das Blechformteil erreichen, so daß die Blech¬ stärke auch nach dem Umformen weitgehend gleichmäßig bleibt.

Auch ist bevorzugt, daß der Druck über einen vorbe¬ stimmten Zeitraum aufrechterhalten wird. Dadurch wird gewährleistet, daß nach dem Ablassen des Drucks die eingeprägte Form erhalten bleibt.

Vorzugsweise werden die Matrize in einem Oberteil und das Blechformteil in einem Unterteil gehalten, die vor der Druckbeaufschlagung miteinander verriegelt werden. Die Begriffe "Oberteil" und "Unterteil" sollen keine Beschränkung auf irgendeine Ausrichtung im Raum bedeu¬ ten. Sie werden nur zur Unterscheidung der beiden Teile gewählt, die einerseits die Matrize und andererseits

das Blechformteil halten. Durch die Verriegelung dieser beiden Teile können die bei der Druckbeaufschlagung des Blechformteils auftretenden Kräfte aufgenommen werden. Die Verriegelung kann beispielsweise durch eine Mecha- nik erfolgen, die dann, wenn Oberteil und Unterteil in einer Arbeitsposition sind, beide Teile umfaßt. Ein Auseinanderfahren der beiden Teile ist erst dann mög¬ lich, wenn die entsprechende Mechanik, beispielsweise eine Klammer oder ähnliches, geöffnet oder entfernt wird.

Vorzugsweise weist die Matrize eine Negativform eines Gewindes auf, das Blechformteil wird drehfest in dem Unterteil gehalten und die Matrize und das Unterteil werden nach einem Absenken des Drucks relativ zueinan¬ der verdreht. Ein Gewinde ist eine bevorzugte Befesti¬ gungskontur auf der Außenseite der Ausformung oder des Domes, weil man dann Anbauteile relativ leicht mit dem Blechformteil verbinden kann. Die Anbauteile müssen lediglich auf das Blechformteil, beispielsweise den Deckel einer Gaskartusche, aufgeschraubt werden. Aus Sicherheitsgründen werden hier im allgemeinen min¬ destens 4,5 tragende Gewindegänge vorgeschrieben. Da¬ durch, daß man die Matrize nach dem Erzeugen des Gewin- des von dem Dom abschraubt, kann man eine ungeteilte

Matrize verwenden. Es ergeben sich dementsprechend re¬ lativ glatte und gut handhabbare Gewinde. Da das Ver¬ drehen erst erfolgt, wenn der Druck abgelassen worden ist, bestehen auch nur noch geringe Spannungen zwischen dem Blechformteil und der Matrize, die beim Heraus¬ schrauben aber nicht weiter stören. Die Gewindetiefe kann größer als die Stärke des Blechs werden.

In einer alternativen Ausgestaltung kann an der Matrize mindestens ein insbesondere ringförmig verlaufender

Vorsprung vor der Druckbeaufschlagung ausgefahren und nach der Druckbeaufschlagung wieder eingefahren werden.

Mit einem derartigen Vorsprung lassen sich beispiels¬ weise Rillen einprägen, die dann an dem Dom ebenfalls verwendet werden können, um Anbauteile festzuhalten. Diese Anbauteile können dann beispielsweise in der Ril¬ le oder den Rillen einrasten. Zwar ist hierbei erfor¬ derlich, daß die Vorsprünge aus- bzw. eingefahren wer¬ den. Man kommt aber ansonsten dennoch mit einer unge¬ teilten Matrize aus, so daß die Außenseite bzw. die Innenseite des Domes glatt bleiben.

Vorzugsweise liegt die Matrize an der Außenseite der Ausformung an. Die Matrize weist also dementsprechend ein Innengewinde oder ein nach innen vorstehenden bzw. ausfahrbaren Vorsprung auf, so daß sich die entspre- chende Kontur auf der Außenseite der Ausformung bzw. des Domes ergibt. Für viele Anwendungen ist dies der gewünschte Ort zum Befestigen von Anbauteilen.

Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens gelöst, bei der ein Oberteil eine Matrize aufweist, ein Unterteil eine Werkstückauf¬ nahme und eine Druckerzeugungseinrichtung aufweist und das Oberteil und das Unterteil aufeinander zu bewegbar sind.

Die Druckerzeugungseinrichtung kann beispielsweise ei¬ nen Gasanschluß und eine Dichtungsanordnung aufweisen.

Damit kann man die Matrize im Oberteil unterbringen. Das Werkstück wird in das Unterteil eingelegt. Oberteil und Unterteil werden aufeinander zu bewegt. Der Gasan¬ schluß wird dann unter Druck gesetzt. Die Dichtungsan¬ ordnung dichtet nun den Raum ab, der mit Gas gefüllt wird. Dadurch kann sich das Werkstück, also das Blech- formteil, an die Matrize anlegen. An der Seite, an der es an der Matrize anliegt, erhält es die gewünschte Außenform und zwar durch eine spanlose Umformung des

Blechs. Auch auf der Innenseite, also auf der Seite, die mit dem Gasdruck oder dem Druck der Elastomerfeder beaufschlagt wird, wird sich eine Änderung der Form ergeben. Diese wird im allgemeinen jedoch nicht so prä- zise sein, wie die Formgebung auf der anderen Seite, die mit der Matrize zusammenwirkt.

Vorteilhafterweise sind Oberteil und Unterteil in einer Arbeitsposition miteinander verriegelbar. Hierdurch können die Kräfte, die durch die Gasdrücke aufgebracht werden, aufgenommen werden. Während der Druckbeauf¬ schlagung bleiben Oberteil und Unterteil und damit auch das Blechformteil und die Matrize in einer vorgegebenen Position, so daß die Umformung nicht durch Bewegungen gestört wird.

Vorzugsweise ragt der Gasanschluß in der Arbeitsposi¬ tion mit einem Rohrende in die Matrize hinein. Der Gas¬ anschluß füllt daher einen Teil des Innenraums der Ma- trize aus, so daß der später mit Gas zu füllende Raum klein bleibt. Das Rohrende wirkt also als Verdränger¬ körper.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Dichtungsanordnung das Rohrende ringförmig umgibt. Mit dieser einfachen Ma߬ nahme läßt sich eine Abdichtung ringsum sicherstellen.

Auch ist von Vorteil, daß auch das Oberteil eine Dich¬ tungsanordnung aufweist, die auf die Seite des Blech- formteils wirkt, die mit der Matrize in Eingriff kommt.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Blech¬ formteil Durchgangsöffnungen aufweist, die beispiels¬ weise bei einer Gaskartusche später dazu dienen, das Gas aus der Kartusche zu entnehmen. Der Gasdruck kann dann zwar durch das Blechformteil hindurchtreten. Durch die Dichtungsanordnung an der Oberseite wird jedoch verhindert, daß das Gas mit seinem Druck in die Berei-

ehe vordringt, die eigentlich umgeformt werden sollen. Vielmehr wird durch die Dichtungsanordnung die Matrize frei von Gas gehalten.

In einer alternativen Ausgestaltung ist eine Elastomer¬ feder auf der der Matrize gegenüberliegenden Seite des Blechformteils und ein mit der Elastomerfeder zusammen¬ wirkende Druckstößel vorgesehen. Der Druckstößel kom¬ primiert die Elastomerfeder in eine Richtung. Dadurch dehnt sie sich in eine andere Richtung aus und preßt dadurch das Blechformteil in die Matrize. Hierbei sind die "Arbeitswege" relativ kurz, d.h. die Formänderung der Elastomerfeder hält sich in relativ engen Grenzen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Druckstößel eine Bewegungsrichtung parallel zur Oberfläche der Matrize aufweist . Der Druckstößel kom¬ primiert die Elastomerfeder damit in eine Richtung senkrecht zur Umformrichtung. Wenn beispielsweise die Umformung an der Umfangswand des Domes, also an der radialen Außenwand, erfolgen soll, dann erfolgt die Bewegung des Druckstößels in Axialrichtung. Dadurch weitet sich nämlich die Elastomerfeder radial aus und preßt das Blechformteil in die Matrize.

Bevorzugterweise ist die Elastomerfeder aus Polyurethan gebildet. Dieses Material hält eine Vielzahl von Last¬ wechselspielen, also eine Vielzahl von Umformungen, aus, ohne Schaden zu nehmen.

Mit Vorteil weist das Oberteil einen Rotationsantrieb auf. Mit einem derartigen Rotationsantrieb kann beim Auseinanderfahren von Oberteil und Unterteil zusätzlich zu der linearen Auseinanderfahrbewegung eine rotatori- sehe Bewegung überlagert werden. Das Entnehmen des

Blechformteils aus der Matrize gestaltet sich hierbei vielfach schonender.

Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Werk¬ stückaufnahme eine Verdrehsicherung für das Blechform¬ teil aufweist. In diesem Fall kann nämlich die Matrize gegenüber dem Werkstück gedreht werden, weil das Werk- stück drehfest im Unterteil gehalten wird.

Vorzugsweise weist die Matrize eine Negativform eines Gewindes auf. Durch das Umformen bekommt also die Au¬ ßenseite des Domes ein Gewinde aufgeprägt. Da nun die Matrize gegenüber dem Unterteil verdreht werden kann und das Werkstück, also das Blechformteil im Unterteil festgehalten wird, kann man das Blechformteil und die Matrize problemlos voneinander trennen.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Matrize mindestens einen aus- und ein¬ fahrbaren Vorsprung aufweist .

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Vor¬ richtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines aus- und einfahrbaren Vorsprungs,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den aus- und einfahrbaren Vorsprung nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine weitere Vorrichtung entsprechend der An¬ sicht von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Herstellen einer Halterung an einem Blechformteil 2 aus dünnem Blech. Das Blech hat hierbei eine Dicke im Bereich von 0,25 bis 0,35 mm. Das Blechformteil 2 ist im vorliegenden Fall der Deckel einer Gaskartusche, der durch Tiefzie¬ hen gebildet ist. Das Blechformteil 2 weist eine Um¬ fangswand 3 mit einem Bördelkragen 4 auf. Die Umfangs¬ wand 3 steht im wesentlichen senkrecht auf einem Boden 5. In der Mitte des Bodens 5 erhebt sich ein Dom 6, also eine becherförmige Ausformung, die als Hohizylin¬ der ausgebildet ist . Die Seitenwände des Domes 6 ver¬ laufen im wesentlichen parallel zu der Umfangswand 3 des Blechformteils 2.

Zur einfacheren Erläuterung wird im folgenden die Seite des Blechformteils, aus der sich der Dom 6 erhebt, als Außenseite bezeichnet, während die andere Seite als Innenseite bezeichnet wird.

Die Vorrichtung 1 weist ein Unterteil 7 auf. Das Unter¬ teil 7 weist eine Werkstückaufnahme 8 auf, in die das Blechformteil 2 eingesetzt ist.

Das Unterteil 7 weist ferner einen Gasanschluß 9 auf, der über eine Leitung 10 mit einer Gasquelle 11 verbun¬ den ist, aus der Gas gesteuert unter Druck zugeführt werden kann. Die Steuerung kann sich darauf beschrän¬ ken, Gas mit dem notwendigen Druck bereitzustellen oder das Gas aus dem Gasanschluß 9 abzulassen.

Der Gasanschluß 9 mündet über ein Rohrende 12 in die Werkstückaufnahme 8. Hierbei ragt das Rohrende 12 um eine gewisse Strecke aus der Werkstückaufnahme 8 vor. Das Rohrende 12 ist umgeben von einer Dichtung 13.

Ferner ist eine schematisch dargestellte Verdrehsiche¬ rung 14 vorgesehen, die beispielsweise über einen An¬ trieb 15 betätigbar ist. Wenn der Antrieb 15 betätigt wird, preßt er eine Hebelspitze 16 der Verdrehsicherung 14 gegen das Blechformteil 2 und hält es durch Reibung gegen Verdrehen und gegen ein Herausziehen aus der Werkstückaufnahme 8 fest. Üblicherweise werden in Um¬ fangsrichtung gleichmäßig verteilt mehrere Verdrehsi¬ cherungen 14 vorgesehen sein, beispielsweise drei Stück, um eine gleichmäßige Beaufschlagung des Blech¬ formteiles 2 zu erzielen.

Die Vorrichtung 1 weist ferner ein Oberteil 17 auf, das eine mit einem Innengewinde 18 versehene Matrize 19 trägt. Die Matrize 19 ist zum Herstellen des Innenge¬ windes 18 beispielsweise geschliffen. Ferner weist das Oberteil 17 eine Dichtungsanordnung 20 auf, die auf den Boden 5 des Blechformteils 2 wirkt und zwar auf dessen Außenseite. Schließlich ist eine weitere Dichtungsan- Ordnung 21 am Oberteil 17 vorgesehen, die auf die

Stirnseite an der Außenseite des Doms 6 wirkt. Der Dom 6 ist mit einer Durchgangsöffnung 22 versehen. Die Dichtungsanordnung 21 umgibt die Öffnung 22.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung 1 in Arbeitsposition, bei der Oberteil 17 und Unterteil 7 soweit aufeinander zu gefahren worden sind, daß das Blechformteil 2 von den Dichtunganordnungen 20, 21 gegen die Dichtung 13 im Unterteil 7 gedrückt wird. Hierdurch wird ein Raum 22 gebildet, der geschlossen ist. Lediglich über den Gas¬ anschluß 9 kann Gas unter Druck zugeführt werden oder das Gas abgelassen werden.

Wenn nun dieser Raum 22 mit Gas unter Druck gefüllt wird, beispielsweise mit Stickstoff, der unter einem

Druck im Bereich von 100 bis 250 bar oder sogar bis ca. 1000 bar steht und der ohne Gefahr einer Umweltbela-

stung wieder in die Umgebungsatmosphäre entlassen wer¬ den kann, dann wird der Dom 6 aufgeblasen. Seine Um¬ fangswand wird mit ihrer Außenseite in das Innengewinde 18 der Matrize 19 eingepreßt. Hierbei bildet sich ein Gewinde auf der Außenseite des Domes 6 aus. Es entste¬ hen hierbei Gewindegänge, die durchaus eine größere Tiefe haben können als die Dicke des Blechs des Blech¬ formteils 2. Der Druck wird schlagartig in den Raum 22 eingeleitet . Es entsteht also eine praktisch explo- sionsartige Umformung. Der Druck wird danach noch für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhalten, damit die Um¬ formung nicht durch elastische Phänomene wieder rück¬ gängig gemacht wird.

Damit das Oberteil 17 bei dem Einleiten des Gases nicht vom Unterteil 7 abgehoben wird, ist eine Verriegelungs¬ einrichtung 23 vorgesehen, die beispielsweise mehrere, in Umfangsrichtung gleichförmig verteilte Klammern 24 aufweist, von denen eine dargestellt ist. Die Klammer 24 ist am Unterteil 7 drehbar befestigt. In der Ar¬ beitsposition umgreift sie einen umlaufenden Vorsprung 25 am Oberteil 17. Eine Betätigung der Klammer 24 kann durch einen Antrieb 26 erfolgen.

Nach Ablauf der Umformzeit wird über den Gasanschluß 9 das Gas aus dem Raum 22 abgelassen und die Klammer 24 der Verriegelungseinrichtung 23 gelöst. Die Verdrehsi¬ cherung 14 bleibt allerdings wirksam, so daß das Blech¬ formteil 2 drehfest in der Werkstückaufnähme 8 gehalten bleibt.

Das Blechformteil 2 steht nun in Gewindeeingriff mit der Matrize 19. Das Oberteil 17 wird nun gleichzeitig gedreht und angehoben, was durch die Pfeile 27, 28 an- gedeutet ist. Ein entsprechender Rotationsantrieb für das Oberteil 17, der gleichzeitig eine translatorische Bewegung bewirken kann, ist aus Gründen der Übersicht

nicht dargestellt, aber vorhanden. Da das Blechformteil 2 drehfest im Unterteil 7 gehalten wird und sich das Unterteil 7 nicht mitdreht, wird die Matrize 19 dadurch aus dem Blechformteil 2 herausgeschraubt. Sobald die Matrize 19 von dem Blechformteil 2 frei kommt, kann die Rotation aufhören und die translatorische Bewegung al¬ leine fortgesetzt werden. Man löst dann die Verdrehsi¬ cherung 14 und kann das Blechformteil 2 aus dem Unter¬ teil entnehmen. Gegebenenfalls können hier nicht näher dargestellte Ausstoßer vorgesehen werden.

Für die Bearbeitung eines neuen Blechformteils 2 wird das Blechformteil 2 in die Werkstückaufnahme 8 einge¬ legt. Das Oberteil 17 wird nun in Richtung des Pfeiles 29 abgesenkt, bis das Blechformteil 2 zwischen den

Dichtungsanordnungen 20, 21 und der Dichtung 13 einge¬ spannt ist . Danach kann ein neuer Umformvorgang begin¬ nen.

Wenn man kein Gewinde auf der Außenseite des Domes ein¬ prägen will, sondern beispielsweise eine Rille, kann man eine Matrize 18' verwenden, deren schematischer Aufbau in Fig. 2 dargestellt ist. Die Matrize 18' weist hierbei einen ein- und ausfahrbaren Vorsprung 30 auf, der über einen Stößel 31 mit Schrägfläche 32 betätigt wird. Dieser Vorsprung ist in Draufsicht in Fig. 3 dar¬ gestellt. Es ist zu erkennen, daß der Vorsprung dann, wenn er durch den Stößel 31 nach innen aus der Matrize 18' herausgetrieben worden ist, einen geschlossenen Ring bildet. Wenn nun die Umformung erfolgt, wird sich der Dom überall an die Matrize anlegen. Lediglich im Bereich des Vorsprungs 30 wird seine Expansion verhin¬ dert, so daß dort eine Rille entsteht. Diese Rille ist möglicherweise nicht durchgehend glatt, weil der Vor- sprung 30 in Umfangsrichtung mehrfach unterteilt ist.

Dies ist aber weniger kritisch, weil die Rille auf dem Dom nur dazu dient, Anbauteile hier einrasten zu las-

sen. Aus Gründen der Einfachheit ist die Darstellung in den Fig. 2 und 3 nur schematisch. Rückstellelemente sind nicht miteingezeichnet. Ebenso fehlen Pfeile, die die Stabilität der Matrize sichern.

Zum Entfernen der Matrize wird der Vorsprung 30 wieder nach außen gefahren, so daß der Innenraum der Matrize frei wird.

Auch bei dieser Ausgestaltung kann es empfehlenswert sein, das Blechformteil 2 drehfest im Unterteil 7 zu halten, wenn die Matrize abgehoben wird. Dies erleich¬ tert das Herausfahren der Matrize.

Wenn kein Außengewinde auf dem Dom 6 gewünscht ist, sondern ein Innengewinde, muß die Matrize auf die In¬ nenseite des Blechformteils 2 wirken. Der Gasdruck muß dann entsprechend auf die Außenseite wirken.

Fig. 4 zeigt eine andere Vorrichtung 110 zum Herstellen einer Halterung an einem Blechformteil 2 aus dünnem Blech. Diese entspricht in wesentlichen Teilen der Dar¬ stellung der Fig. 1. Gleiche Teile sind daher mit glei¬ chen Bezugszeichen versehen.

Die Umformung des Blechformteils 2 erfolgt bei der Vor¬ richtung 110 allerdings nicht durch eine Gaszufuhr, sondern durch eine Elastomerfeder 122, die im Innern des Domes 6 angeordnet ist, wenn das Blechformteil 2 in die Vorrichtung 110 eingesetzt wird. Die Elastomerfeder 122 besteht beispielsweise aus Polyurethan. Ein Druck- stößel 112 ist in Richtung des Pfeiles 133 bewegbar, um die Elastomerfeder 122 zu komprimieren. Die Richtung 133 verläuft axial. Die Umformung des Domes 6 soll ra- dial erfolgen. Wenn man nun mit Hilfe des Druckstößels 112 die Elastomerfeder 122 komprimiert, also zusammen¬ preßt, dann dehnt sie sich radial aus, weil das Volumen

der Elastomerfeder 122 im wesentlichen konstant bleiben muß. Bei dieser radialen Ausdehnung wird dann der Dom 6, genauer gesagt, seine Umfangswand, in die Matrize 18 gepreßt.

Bei dieser Ausgestaltung ist es nicht unbedingt notwen¬ dig, daß das Oberteil 17 mit Dichtungsanordnungen 20, 21 versehen ist. Diese können jedoch nach wie vor vor¬ handen sein. Auch die Dichtung 13 ist im Unterteil ist nun nicht mehr zum Abdichten gegen einen Gasdurchtritt erforderlich. Da die Dichtungen 13, 20, 21 aber eben¬ falls eine gewisse Elastizität oder Weichheit haben, können sie verwendet werden, um eine schonende Aufnahme des Blechformteils 2 in der Vorrichtung 110 zu gewähr- leisten.

Der übrige Verfahrensablauf ist der gleiche, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. Das Blechformteil 2 wird in das Unterteil 7 eingelegt, das mit dem Oberteil 17 verriegelt wird. Danach wird der Druckstö¬ ßel 112 in Richtung des Pfeiles 133 bewegt, um die Ela¬ stomerfeder 122 zu komprimieren. Nach einer vorbestimm¬ ten Zeit kann der Druckstößel 112 wieder entlastet wer¬ den. Die durch die radiale Expansion der komprimierten Druckfeder 122 bewirkte Umformung des Domes bleibt er¬ halten. Danach wird die Matrize 19 und das Blechform¬ teil 2 gegeneinander verdreht und dadurch voneinander gelöst .