Stauchen

Stauchen — auch Köpfen genannt — ist die Kaltumformoperation, bei der ein Abschnitt eines Drahtabschnitts axial gestaucht wird, wodurch das Metall radial nach außen fließt und einen größeren Querschnitt bildet. Es ist die definierende Operation in der Verbindungselementefertigung: die Ausformung eines Bolzenkopfes, Schraubenkopfes, Flansches oder einer anderen vergrößerten Geometrie am Ende eines Bauteils.

Das Grundprinzip

Eine definierte Drahtlänge — der Kopfabschnitt — ragt über die Gesenkfläche hinaus. Der Stempel trifft auf diese herausragende Länge und staucht sie zwischen Stempel- und Gesenkfläche. Da das Material nicht nach hinten fließen kann (das Gesenk hält es zurück) und der Draht nicht knicken kann (wenn das L/D-Verhältnis kontrolliert wird), fließt das Metall nach außen und füllt die Kopfkavität.

Die entscheidende Randbedingung ist das L/D-Verhältnis — das Verhältnis der ungestützten Drahtlänge zum Durchmesser:

• L/D ≤ 2,3 — einstufiges Stauchen ohne Knickgefahr
• L/D 2,3 bis 4,5 — erfordert eine Konusvorform an der ersten Station zum Materialsammeln, dann ein Fertigstauchen an der zweiten Station
• L/D > 4,5 — erfordert drei oder mehr Stufen

Dies ist der Grund, warum Mehrstufenpressautomaten existieren: um große L/D-Verhältnisse durch schrittweises Sammeln und Formen des Materials über mehrere Stationen zu bewältigen.

Offenes vs. geschlossenes Stauchen

• Offenes Stauchen: Das Kopfmaterial wird während der Formgebung seitlich nicht begrenzt. Erzeugt einen einfachen scheibenförmigen oder gewölbten Kopf. Der Durchmesser wird durch das Materialvolumen und die Stempelgeometrie bestimmt.
• Geschlossenes (eingeschlossenes) Stauchen: Die Kopfkavität ist vollständig durch einen Gesenkeinsatz begrenzt. Die Kopfform wird vollständig durch die Kavität definiert — Sechskantköpfe, Flanschköpfe oder jedes spezifische Profil. Erfordert größere Kraft als offenes Stauchen.

Typische Anwendungen

• Bolzenköpfe (Sechskant, Flansch, Innensechskant, Rund)
• Schraubenköpfe (Linsenkopf, Senkkopf, Flachkopf)
• Nietenköpfe
• Flanschausformungen an Wellen und Stiften
• Jede Geometrie, die einen größeren Durchmesser an einem Ende des Bauteils erfordert

Schlagkraft

Die zum Abschluss eines Stauchvorgangs erforderliche Kraft wird in Schlagkraft (oder Kilonewton) ausgedrückt. Sie hängt ab von:

• Volumen des zu stauchenden Materials
• Fließspannung des Werkstoffs (Härte und Zugfestigkeit des Drahtes)
• Einschränkungsgrad (offen vs. geschlossen)
• Anzahl der Hübe

Die Maschinenauswahl muss sicherstellen, dass die Gesamtschlagkraft über alle Stationen die Nennkapazität der Maschine nicht überschreitet. Manzoni-Maschinen decken einen Bereich von 70 t (MA) bis 700 t (MF) ab und decken damit die gesamte Bandbreite von kleinen Präzisionsverbindungselementen bis hin zu schweren Strukturteilen ab.

Bezug zur Manzoni-Technologie

Der Manzoni Slow Motion Ram® ist beim Einrichten von Stauchwerkzeugen besonders wertvoll. Durch die Aktivierung des Langsamgangmodus kann der Bediener den Stößel mit äußerst geringer Geschwindigkeit auf die Gesenke zuführen — und dabei überprüfen, ob Stempel und Gesenk korrekt ausgerichtet sind, bevor mit Produktionsgeschwindigkeit gefahren wird. Dies ist bei geschlossenem Stauchwerkzeug entscheidend, da ein falsch ausgerichteter Stempel das Gesenk beim ersten Hub zerstören kann.