Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, das sich insbesondere, aber nicht ausschliesslich, zur Herstellung von Lamellenträgern für Automatikgetriebe vorzüglich eignet.
Um Missverständnissen vorzubeugen, sei nachstehend das hier anwendbare Grob-Verfahren der Kaltumformung kurz erläutert, obschon es in Schrift und Praxis weltweit bekannt ist:
Im "Industrie-Anzeiger", 95 (1973), Nr. 20, Seite 393, wurde ausgeführt, dass man das Grob-Verfahren zur Erzeugung von relativ dünnwandigen, innen und aussen mit ähnlichen Verzahnungen versehenen, rohrartigen Teilen einsetzen kann.
Eine besondere Ausgestaltung des Grob-Verfahrens, zur Herstellung relativ dickwandiger Werkstücke ist in der CH-PS 579 427, in der FR-PS 7 538 539 und in der DE-OS 2 549 230 veröffentlicht. Hier können innen und aussen unterschiedliche Verzahnungen hergestellt werden.
In beiden Fällen wird durch Kaltumformung gleichzeitig eine Aussenverzahnung und eine Innenverzahnung hergestellt. Dazu wird das rohrartige Werkstück auf einen passenden Dorn aufgeschoben. Dieser Dorn hat eine Aussenverzahnung, welche der herzustellenden Werkstück-Innenverzahnung entspricht. Das auf den passenden Dorn aufgeschobene Werkstück erhält einen Werkstückvorschub, bei welchem es einerseits entlang seiner Werkstückachse verschoben und andererseits um seine Werkstückachse gedreht wird. Während des Werkstückvorschubs wird das Werkstück von aussen mit (der Aussenverzahnung entsprechend gestalteten) ringartig profilierten Walzen bearbeitet. Dabei führt man mit jeder Walze in rascher Folge schlagartige Einzelwalzvorgänge aus. Der Ort der Einzelwalzvorgänge ist auf die Zahnteilung und den Werkstückvorschub abgestimmt.
Die Einzelwalzvorgänge führt man dabei im gleichen Sinn aus, welcher hauptsächlich in Längsrichtung der Zahnung verläuft. Mit der gleichen Walze nacheinander geführte Einzelwalzvorgänge sind dabei auf einer schraubenlinienförmigen Zone des Werkstücks angeordnet. Die schraubenlinienförmige Zone wird durch den Werkstückvorschub bestimmt. Die in Längsrichtung der Zahnung in der gleichen Zahnlücke aufeinanderfolgenden Einzelwalzvorgänge überdecken sich teilweise hinsichtlich ihres Angriffs am Werkstück. Bei jedem Einzelwalzvorgang wird Werkstoff entlang eines jeweils relativ kleinen Werkstückabschnitts in hauptsächlich radialer Richtung in die Lücken des Dorns eingeformt.
Insbesondere bei relativ dickwandigen Produkten ist eine gute Ausformung der Innenverzahnung auch beim Grob-Verfahren manchmal problematisch, wobei rohtopfartige Hohlkörper besonders schwierig zu handhaben sind. Wie man die Probleme bei besserer und genauerer Ausformung der Innenverzahnung bis in die Nähe des Topfbodens ohne höheren Kraftaufwand und bei guter Ausformung des Übergangs erzielen kann, wenn man gewisse Kriterien beim Rohling einhält, ist in der Deutschen Offenlegungschrift DE-A1 3 715 392, in der Japanischen Offenlegungsschrift JP-A 6 380 927, in der nicht veröffentlichten Schweizer Patentschrift CH-A5 670 970 und in der nicht vorveröffentlichten USA Patentschrift No. 4 872 250 beschrieben.
Die saubere und genaue Ausformung der Innenverzahnung bis in die Nähe des Topfbodens macht dabei die Herstellung gerader und schräger Verzahnungen mit echtem Laufradcharakter, z.B. von Hohlrädern für Planetengetriebe, in einem Arbeitsgang möglich.
Schwierigkeiten traten auf, sobald man an die Innenverzahnung bodenseitig angrenzende präzise Innenzylinder benötigte. Man musste sich entweder damit abfinden, dass die Innenzylinder relativ schlecht ausgebildet waren, oder man musste sie spanend überarbeiten. Sogar dann konnten Spuren unguter Verformung störend übrigbleiben. In jedem Falle war der Aufwand erheblich, wenn man sich nicht mit mässiger bis schlechter Ausbildung zufriedengeben wollte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches es gestattet, auf wirtschaftlich vorteilhafte Weise, möglichst in einem einzigen Arbeitsgang und ohne die Notwendigkeit der spanenden Nachbearbeitung ein Hohlteil herzustellen, dessen Innenfläche neben dem Hohlteilboden einen zur Werkstückachse (A) koaxialen Primär-Innenzylinder aufweist, an welchen eine Innenverzahnung anschliesst.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird das im Anspruch 1 definierte Verfahren vorgeschlagen.
Weil die Topfwand des Rohtopfs in der Nähe seines wenigstens teilweisen Topfbodens einen Primärabschnitt mit relativ kleinem Primär-Innendurchmesser und einen vom Topfboden weiter entfernten, Sekundärabschnitt mit grösserem Sekundär-Durchmesser aufweist, lässt sich die Topfwand des Rohtopfs ausgezeichnet der Kontur des definitionsgemäss ausgebildeten Dorns anpassen, auf dem der Rohtopf zum fertigen Hohlteil kaltumgeformt wird.
Dieser Dorn hat dabei einen zur Herstellung des Primär-Innenzylinders des Hohlteils dienenden Primär-Aussenzylinder, dessen Primär-Aussenzylinder-Durchmesser höchstens gleich gross ist, wie der Fusskreisdurchmesser seiner zur Herstellung der Innenverzahnung des Hohlteils dienenden Aussenverzahnung und höchstens gleich gross (vorzugsweise geringfügig kleiner) ist, als der genannte Primär-Innendurchmesser des Rohtopfs, und wobei der Kopfkreisdurchmesser der Aussenverzahnung des Dorns höchstens gleich gross (vorzugsweise geringfügig kleiner) als der Sekundär-Innendurchmesser der Topfwand des Rohtopfs ist. Der Durchmesserunterschied soll klein sein, damit keine Stauchbilder am Innenzylinder entstehen, die sogar bei Glättung problematisch bleiben können.
Eine Ausführungsform der Erfindung erlaubt es, ein Hohlteil herzustellen, welches auch einen zur Werkstückachse koaxialen Sekundär-Innenzylinder aufweist, der auf der vom Primär-Innenzylinder abgewandten Seite der Innenverzahnung angeordnet ist. Die Topfwand des Rohtopfs wird dabei auf einem Dorn kaltumgeformt, welcher auf der seinem Primär-Aussenzylinder abgewandten Seite seiner Aussenverzahnung einen Sekundär-Aussenzylinder aufweist, dessen Sekundär-Aussenzylinder-Durchmesser mindestens gleich gross wie der Fusskreisdurchmesser der Aussenverzahnung ist.
Es hat sich beim erfindungsgemässen Verfahren als vorteilhaft und daher als bevorzugt erwiesen, dass ein Rohtopf mit angenähert gleichbleibender Topf-Wandstärke der Topfwand kaltumgeformt wird. Man kann dann mit der ungefähr gleichen Zustellung durchwalzen. Wo man eine eventuell stärkere oder schwächere Walzwirkung wünscht, kann man nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den Längsvorschub verändern. Der Längsvorschub kann dabei im Primärbereich des Rohtopfs am schnellsten sein, während man beim Übergang vom Primärbereich zum Sekundärbereich, also dort wo der Topfdurchmesser grösser wird, vergleichsweise am langsamsten längs vorschieben sollte, damit der Übergang zur Innenverzahnung schön ausgebildet wird. Sobald das geschehen ist, kann wieder etwas schneller, aber vorzugsweise nicht so schnell wie vor dem Übergang längs vorgeschoben werden.
Schliesslich sollte man am Ende des Walzvorgangs relativ langsam längs vorschieben, damit der Endbereich sehr sauber ausfällt.
Vorteilhaft ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens, bei dem durch die Kaltumformung die Primär-Innenzylinder-Wandstärke der Hohlteilwand im Bereich des Primär-Innenzylinders kleiner bis gleich der Topf-Wandstärke gemacht wird. Man kann dadurch eine genaue Kalibrierung des Primär-Innenzylinders bei minimalem Kraftaufwand erhalten.
Auch von Vorteil ist es beim erfindungsgemässen Verfahren, wenn durch die Kaltumformung die kleinste Zahnungsbereich-Wandstärke der Hohlteilwand im Bereich der Innenverzahnung gleich der halben Topf-Wandstärke gemacht wird. Das erlaubt es, in der Regel ausreichende Festigkeiten bei minimalem Kraftaufwand zu erzielen, wobei die Ausformung hervorragend sein kann.
Vorteilhaft ist es bei einer Variante des erfindungsgemässen Verfahrens, wenn durch die Kaltumformung die Sekundär-Innenzylinder-Wandstärke der Hohlteilwand im Bereich des Sekundär-Innenzylinders kleiner bis gleich der halben Topf-Wandstärke gemacht wird. Hier ist eine Optimierung des Verfahrensaufwandes mit den übrigen Gegebenheiten ausschlaggebend für die Bevorzugung.
Beim erfindungsgemässen Verfahren kann es in an sich bekannter Weise genügen, eine wenigstens angenähert glatte Aussenoberfläche des Hohlteils zu erzeugen, ohne dass die Innenausbildung darunter leiden würde. Insbesondere im letztgenannten Falle ist es von Vorteil, dass in an sich bekannter Weise die Einzelwalzvorgänge nur soweit auf den Werkstückvorschub abgestimmt werden, als es zur Erreichung einer gut ausgeformten Innenform nötig ist.
Für einen ruhigen Maschinenlauf und gleichmässige Produktausbildung ist es auch beim erfindungsgemässen Verfahren von Vorteil, wenn in an sich bekannter Weise die Einzelwalzvorgänge stets so geführt werden, dass sie von gegenüberliegenden Seiten gleichzeitig auf den Rohtopf einwirken.
Im erfindungsgemässen Verfahren kann man in an sich bekannter Weise das freie axiale Fliessen des Materials des Rohtopfes während der Kaltverformung im Bereich der Rohtopföffnung und/oder aussen im Übergangsbereich zwischen Topfwand und Topfboden wenigstens grösstenteils dadurch verhindern, dass Begrenzungskörper axial an das entstehende Hohlteil gespannt werden, welche einen Aussendurchmesser haben, der höchstens gleich gross wie der Aussendurchmesser des fertigen Hohlteils ist. Man erhält dann saubere Randpartien an den Enden des Hohlkörpers.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der rein schematischen Zeichnung besprochen; wobei der Klarheit der Darstellung gegenüber den Dimensionsverhältnissen grösseres Gewicht beigemessen wurde, so dass die Abmessungen für die Praxis nicht unbedingt repräsentativ sind.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Grobsche Vorrichtung, mit einem fertigen Hohlteil aber (aus Übersichtsgründen) am Beginn des Walzvorgangs stehenden Walzen,
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, die nur der beispielsweisen Demonstration von Antriebsverhältnissen dieser Grob-Vorrichtung dient,
Fig. 3 ein Schaubild eines Hohlteils, welches (aus Übersichtsgründen) hinsichtlich der nachfolgenden Figuren kleiner gezeichnet ist,
Fig. 4 einen Axialschnitt durch einen Rohtopf,
Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein aus dem Rohtopf der Fig. 4 hergestelltes Hohlteil, und
Fig. 6 einen halben Axialschnitt des Rohtopfs nach Fig. 4 und einen halben Axialschnitt des Hohlteils nach Fig. 5 koaxial nebeneinander gezeichnet und dem zugehörigen Dorn gegenübergestellt.
In der Zeichnung bedeuten:
1 Grobsche Vorrichtung.
2 Spindel von 1.
20 Werkzeugträger 20 an 2.
21 Motor für Längsvorschub von 2.
22 Getriebe von 21 für Längsvorschub von 2.
23 Motor für Rotationsvorschub von 2.
24 Getriebe von 23 für Rotationsvorschub von 2.
3 Spitzenhalter als Gegenhalter zu 20.
4 Dorn, in 20 gehaltert.
40 Dornende von 4.
41 Primär-Aussenzylinder von 4 neben 40.
410 Primär-Aussenzylinder-Durchmesser von 41.
42 Aussenverzahnung von 4.
420 Fusskreisdurchmesser von 42.
421 Kopfkreisdurchmesser von 42.
43 Sekundär-Aussenzylinder von 4.
430 Sekundär-Aussenzylinder-Durchmesser von 43.
5 Hohlteil.
50 Hohlteilboden.
51 Primär-Innenzylinder von 5,
neben 50.
510 Primär-Innenzylinder-Durchmesser von 51.
511 Primär-Innenzylinder-Wandstärke von 54 bei 51.
52 Innenverzahnung von 5 neben 51.
521 kleinste Innenverzahnungs-Wandstärke von 54 bei 52.
53 Sekundär-Innenzylinder von 5.
530 Sekundär-Innenzylinder-Durchmesser von 53.
531 Sekundär-Innenzylinder-Wandstärke.
54 Hohlteilwand von 5.
500 Rohtopf, aus dem 5 hergestellt wird.
550 Topfboden.
551 Primärbereich von 500, um 51 auszubilden.
5510 Primär-Innendurchmesser von 551.
5511 Topf-Wandstärke von 554, überall angenähert gleich.
552 Sekundärbereich von 500, um 52 und 53 auszubilden.
5520 Sekundär-Innendurchmesser von 552.
554 Topfwand von 500.
6 Endhalter, an 51 anliegend.
7 Endhalter, bei 54 an 5 anliegend.
70 Zentrierstück für 7.
8 Walzköpfe.
80 Gelenkwellen zum Antrieb von 8.
81 Getriebe zum Synchronantrieb von 80 und 8 durch 82.
82 Motor zum Antrieb von 80 und somit von 8 über 81.
9 Walzen in 8 drehbar gelagert.
A Werkstückachse.
L Längsvorschubrichtung von 2.
K Rotationsrichtung von 8.
R Rotationsvorschubrichtung von 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Grobsche Vorrichtung 1 weist eine längs, im Sinne des Pfeiles L, und drehend, im Sinne des Pfeils R, programmiert bewegbare Spindel 2 mit Werkzeugträger 20 auf.
Der lineare Längsvorschub der Spindel 2 erfolgt durch den Motor 21 über Getriebe 22, während der Rotationsvorschub vom Motor 23 mit Getriebe 24 abgeleitet wird. Die Motoren 21 und 23 können über (nicht dargestellte mechanische oder elektrische Mittel) in bekannter geeigneter Weise gesteuert und allenfalls auf den Walzenantrieb (Fig. 2) abgestimmt werden.
Der Spindel 2 ist ein Spitzenhalter 3 als Gegenhalter zugeordnet.
Im Werkzeugträger 20 ist der Dorn 4, welcher einen Primär-Aussenzylinder 41, eine Aussenverzahnung 42 und einen Sekundär-Aussenzylinder 43 hat, befestigt. Auf dem Dorn 4 wird der Rohtopf 550 so aufgeschoben, dass sein (nicht bezeichneter) freier Rand den Gegenhalter 6 noch nicht berührt, aber das fertige Hohlteil 5 mit seinem (nicht bezeichneten) freien Rand vom Gegenhalter 6 (wie in Fig. 1 gezeichnet) formbestimmend berührt wird. Beim Aufspannen liegt die Innenseite des Topfbodens 550 am Dornende 40 an; genauso liegt dort dann auch die Innenseite des Hohlteilbodens 50 des fertigen Hohlteils 5 am Dornende 40 an. Dazu wird der Topfboden 550 und später der Hohlteilboden 50 mittels des Endhalters 7 von aussen axial gespannt festgehalten. Der Endhalter 7 seinerseits wird über ein Zentrierstück 70 vom Spitzenhalter 3 gestützt.
In den Fig. 1, 2, 3, 5 und teilweise auch in Fig. 6 ist quasi ein fertiges Hohlteil 5 dargestellt, obschon in Fig. 1 (aus Gründen der Übersichtlichkeit), die Position gegenüber den Walzköpfen 8 eher dem Arbeitsbeginn entspricht.
In der Fig. 2 wurde ein glatter, also nicht gezahnter Bereich gezeichnet, was der Übersicht dienlich ist.
Fig. 3 zeigt den Rohtopf 500 im ganzen Schnitt, während er in Fig. 6 nur zur Hälfte ersichtlich ist.
Die im Sinne der Pfeile K rotierend angetriebenen Walzköpfe 8 tragen, in ihnen drehbar gelagerte und in an sich bekannter Weise antreibbare Walzen 9. Es greifen immer zwei Walzen 9 von entgegengesetzten Seiten gleichzeitig am Rohtopf 500 zur Kaltumformung in das Hohlteil 5 an, so dass auch während der Bearbeitung eine stabile Werkstückslage möglich ist.
Die Walzköpfe 8 sind durch Gelenkwellen 80 und Getriebe 81 vom Motor 82 synchron antreibbar (Fig. 2). Der Motor 82 kann hinsichtlich Drehzahl mit den Motoren 21 und 23 nötigenfalls abgestimmt werden, was aber hier nicht erforderlich ist, weil keine Aussenverzahnung gewalzt werden soll.
Die in Fig. 6 ersichtliche Aussenverzahnung 42 des Dorns 4 entspricht der Innenverzahnung 52 des Hohlteils 5.
Genauso entsprechen der Primär-Aussenzylinder 41 des Dorns 4 dem Primär-Innenzylinder 51 des Hohlteils 5 und der Sekundär-Aussenzylinder 43 des Dorns 4 dem Sekundär-Innenzylinder 43 des Hohlteils 5.
Man erkennt bei der Gegenüberstellung der Fig. 3 und 4 einerseits und in der Fig. 6 anderseits, dass der Rohtopf 500 axial kürzer als das Hohlteil 5 ist, was darauf zurückzuführen ist, dass bei der Kaltumformung das Topfwand-Material axial fliesst, während es der Dornform angepasst wird.
Der Rohtopf 500 hat überall die gleiche Wandstärke 5511, aber im Primärbereich 551 einen kleineren Innendurchmesser 5510, während er in seinem Sekundärbereich 552 einen grösseren Innendurchmesser 5520 aufweist, so dass er leicht und mit geringem Spiel auf den Dorn aufgeschoben werden kann.
Weil der Primär-Innenzylinder-Durchmesser 510 mindestens gleich dem Fusskreisdurchmesser 420 des Dorns 4 ist, welcher mit geringster Toleranz dem Kopfkreisdurchmesser der Innenverzahnung 52 des Hohlteils 5 entspricht, und weil dieser Fusskreisdurchmesser 420 höchstens gleich gross wie der Sekundär-Innenzylinder-Durchmesser 530 ist, lässt sich das fertige Hohlteil 5 vom Dorn 4 einfach axial abpressen.
Es ist also möglich, auf einfache Weise ein Hohlteil mit präziser Innenverzahnung und mit präzisen Innenzylindern zu erzeugen, wie dies beispielsweise für Automatikgetriebe sehr nützlich, aber bislang nur mit sehr viel grösserem Aufwand erzielbar war.
The invention relates to a method according to the preamble of claim 1, which is particularly, but not exclusively, particularly suitable for the manufacture of disk carriers for automatic transmissions.
In order to prevent misunderstandings, the rough process of cold forming that can be used here is briefly explained, although it is known worldwide in writing and in practice:
In "Industrie-Anzeiger", 95 (1973), No. 20, page 393, it was stated that the Grob process can be used to produce relatively thin-walled, tube-like parts which are provided with similar teeth on the inside and outside.
A special embodiment of the Grob process for the production of relatively thick-walled workpieces is published in CH-PS 579 427, in FR-PS 7 538 539 and in DE-OS 2 549 230. Different gears can be produced inside and out here.
In both cases, cold forming creates an external toothing and an internal toothing at the same time. To do this, the tubular workpiece is pushed onto a suitable mandrel. This mandrel has an external toothing which corresponds to the workpiece internal toothing to be produced. The workpiece pushed onto the appropriate mandrel receives a workpiece feed, in which it is shifted along its workpiece axis on the one hand and rotated about its workpiece axis on the other. During the workpiece feed, the workpiece is machined from the outside with ring-shaped profiled rollers (designed according to the external toothing). Sudden single rolling operations are carried out in rapid succession with each roller. The location of the single rolling processes is matched to the tooth pitch and the workpiece feed.
The single rolling operations are carried out in the same sense, which mainly runs in the longitudinal direction of the teeth. Single rolling operations carried out in succession with the same roller are arranged on a helical zone of the workpiece. The helical zone is determined by the workpiece feed. The individual rolling processes which follow one another in the longitudinal direction of the toothing in the same tooth gap partially overlap with regard to their attack on the workpiece. With each single rolling process, material is molded into the gaps of the mandrel along a relatively small workpiece section in a mainly radial direction.
In the case of relatively thick-walled products in particular, good shaping of the internal toothing is sometimes problematic even in the coarse process, with hollow-body-like hollow bodies being particularly difficult to handle. How to achieve the problems with a better and more precise shaping of the internal toothing up to the vicinity of the pot base without greater effort and with a good shaping of the transition, if one adheres to certain criteria in the blank, is described in the German patent application DE-A1 3 715 392, in Japanese laid-open patent publication JP-A 6 380 927, the unpublished Swiss patent specification CH-A5 670 970 and the unpublished USA patent specification No. 4,872,250.
The clean and precise shaping of the internal toothing right up to the vicinity of the base of the pot makes it possible to produce straight and oblique toothing with a real impeller character, e.g. of ring gears for planetary gears, possible in one operation.
Difficulties arose as soon as precise inner cylinders adjacent to the internal toothing on the bottom were required. You either had to put up with the fact that the inner cylinders were relatively poorly designed, or you had to revise them. Even then, traces of bad deformation could remain. In any case, the effort was considerable if you didn't want to be satisfied with moderate to poor training.
The invention is therefore based on the object of providing a method which makes it possible to produce a hollow part in an economically advantageous manner, if possible in a single operation and without the need for machining, the inner surface of which, in addition to the hollow part base, has a coaxial to the workpiece axis (A) Has primary inner cylinder to which an internal toothing connects.
To achieve this object, the method defined in claim 1 is proposed.
Because the pot wall of the raw pot near its at least partial pot bottom has a primary section with a relatively small primary inside diameter and a secondary section with a larger secondary diameter further away from the bottom of the pot, the pot wall of the raw pot can be excellently adapted to the contour of the mandrel, which is designed according to the definition, on which the raw pot is cold formed into the finished hollow part.
This mandrel has a primary outer cylinder used to produce the primary inner cylinder of the hollow part, the primary outer cylinder diameter of which is at most the same size as the root diameter of its outer toothing used to produce the inner toothing of the hollow part and at most the same size (preferably slightly smaller). is than the named primary inner diameter of the raw pot, and the tip circle diameter of the outer toothing of the mandrel is at most the same size (preferably slightly smaller) than the secondary inner diameter of the pot wall of the raw pot. The difference in diameter should be small so that there are no upsetting patterns on the inner cylinder, which can remain problematic even when smoothed.
An embodiment of the invention makes it possible to produce a hollow part which also has a secondary inner cylinder which is coaxial with the workpiece axis and which is arranged on the side of the inner toothing facing away from the primary inner cylinder. The pot wall of the raw pot is cold formed on a mandrel, which has a secondary outer cylinder on the side of its outer toothing facing away from its primary outer cylinder, the secondary outer cylinder diameter of which is at least as large as the root diameter of the outer toothing.
In the method according to the invention, it has proven to be advantageous and therefore preferred that a raw pot with an approximately constant pot wall thickness of the pot wall is cold formed. You can then roll through with approximately the same infeed. Where you want a possibly stronger or weaker rolling effect, you can change the longitudinal feed according to a preferred embodiment of the invention. The longitudinal feed can be the fastest in the primary area of the raw pot, while the transition from the primary area to the secondary area, i.e. where the pot diameter increases, should be the slowest to advance longitudinally so that the transition to the internal toothing is nicely formed. Once this has been done, the feed can be advanced a little faster, but preferably not as quickly as before the transition.
Finally, at the end of the rolling process, you should advance along relatively slowly so that the end area turns out to be very clean.
A preferred embodiment of the method is advantageous in which the cold forming makes the primary inner cylinder wall thickness of the hollow part wall in the region of the primary inner cylinder less than or equal to the pot wall thickness. This enables an accurate calibration of the primary inner cylinder to be obtained with minimal effort.
It is also advantageous in the method according to the invention if the cold toothing makes the smallest toothed area wall thickness of the hollow part wall equal to half the pot wall thickness in the area of the internal toothing. As a rule, this enables sufficient strength to be achieved with minimal effort, and the shape can be excellent.
In a variant of the method according to the invention, it is advantageous if the secondary inner cylinder wall thickness of the hollow part wall in the region of the secondary inner cylinder is made less than or equal to half the pot wall thickness by the cold forming. Here, an optimization of the procedural effort with the other circumstances is decisive for the preference.
In the method according to the invention, it can suffice in a manner known per se to produce an at least approximately smooth outer surface of the hollow part without the inner formation suffering as a result. In the latter case in particular, it is advantageous that, in a manner known per se, the individual rolling processes are matched to the workpiece feed only to the extent necessary to achieve a well-shaped internal shape.
For smooth machine running and uniform product formation, it is also advantageous in the method according to the invention if the individual rolling processes are always carried out in a manner known per se so that they simultaneously act on the raw pot from opposite sides.
In the method according to the invention, the free axial flow of the material of the raw pot during cold forming in the area of the raw pot opening and / or outside in the transition area between the pot wall and the pot bottom can be prevented at least for the most part by limiting bodies being axially clamped to the resulting hollow part, which have an outer diameter that is at most the same size as the outer diameter of the finished hollow part. Clean edge areas are then obtained at the ends of the hollow body.
The invention is discussed below, for example, using the purely schematic drawing; the clarity of the representation was given greater weight than the dimensional relationships, so that the dimensions are not necessarily representative in practice.
Show it:
1 is a plan view of a Grobsche device, with a finished hollow part but (for reasons of clarity) at the beginning of the rolling process,
2 shows an enlarged section along line II-II in FIG. 1, which is used only for the exemplary demonstration of drive conditions of this rough device,
3 is a diagram of a hollow part, which (for reasons of clarity) is drawn smaller with respect to the following figures,
4 shows an axial section through a raw pot,
5 shows an axial section through a hollow part produced from the raw pot of FIG. 4, and
FIG. 6 shows a half axial section of the raw pot according to FIG. 4 and a half axial section of the hollow part according to FIG. 5 drawn coaxially next to one another and compared with the associated mandrel.
In the drawing:
1 gross device.
2 spindle of 1.
20 tool carriers 20 on 2.
21 motor for longitudinal feed of 2.
22 gears of 21 for longitudinal feed of 2.
23 Motor for rotation feed from 2.
24 gears of 23 for rotation feed of 2.
3 tip holders as counterholders to 20.
4 spikes, held in 20.
40 thorn end of 4.
41 primary outer cylinders from 4 to 40.
410 primary outer cylinder diameter of 41.
42 external teeth of 4.
420 root circle diameter of 42.
421 tip diameter of 42.
43 secondary outer cylinders of 4.
430 secondary outer cylinder diameter of 43.
5 hollow part.
50 hollow part bottom.
51 primary inner cylinders of 5,
next to 50.
510 primary inner cylinder diameter of 51.
511 primary inner cylinder wall thickness from 54 to 51.
52 internal teeth of 5 next to 51.
521 smallest internal gearing wall thickness of 54 at 52.
53 secondary inner cylinder of 5.
530 secondary inner cylinder diameter of 53.
531 Secondary inner cylinder wall thickness.
54 hollow part wall of 5.
500 raw pots from which 5 are made.
550 pot bottom.
551 primary area of 500 to form 51.
5510 primary inner diameter of 551.
5511 pot wall thickness of 554, approximately the same everywhere.
552 secondary range of 500 to form 52 and 53.
5520 secondary inner diameter of 552.
554 pot wall of 500.
6 end brackets, attached to 51.
7 end brackets, at 54 against 5.
70 centering piece for 7.
8 roller heads.
80 cardan shafts to drive 8.
81 gearboxes for synchronous drive from 80 and 8 through 82.
82 motor to drive 80 and thus 8 over 81.
9 rollers in 8 rotatably mounted.
A workpiece axis.
L longitudinal feed direction of 2.
K direction of rotation of 8.
R direction of rotation of 2.
The Grobsche device 1 shown in FIG. 1 has a spindle 2 with a tool carrier 20 which is programmed to move longitudinally, in the direction of the arrow L, and rotating, in the direction of the arrow R.
The linear longitudinal feed of the spindle 2 takes place by the motor 21 via gear 22, while the rotational feed is derived from the motor 23 with gear 24. The motors 21 and 23 can be controlled via (mechanical or electrical means, not shown) in a known suitable manner and, if need be, matched to the roller drive (FIG. 2).
The spindle 2 is assigned a tip holder 3 as a counter-holder.
The mandrel 4, which has a primary outer cylinder 41, an outer toothing 42 and a secondary outer cylinder 43, is fastened in the tool carrier 20. The raw pot 550 is pushed onto the mandrel 4 in such a way that its free edge (not shown) does not yet touch the counterholder 6, but the finished hollow part 5 with its free edge (not shown) from the counterholder 6 (as drawn in FIG. 1). shape-determining is touched. When clamping, the inside of the pot bottom 550 lies against the mandrel end 40; the inside of the hollow part bottom 50 of the finished hollow part 5 then also lies there against the mandrel end 40. For this purpose, the pot base 550 and later the hollow part base 50 are held axially tensioned from the outside by means of the end holder 7. The end holder 7 in turn is supported by the tip holder 3 via a centering piece 70.
1, 2, 3, 5 and partly also in FIG. 6, quasi a finished hollow part 5 is shown, although in FIG. 1 (for reasons of clarity), the position relative to the roller heads 8 corresponds more to the start of work.
In Fig. 2, a smooth, not toothed area has been drawn, which is useful for an overview.
FIG. 3 shows the raw pot 500 in full section, while only half of it can be seen in FIG. 6.
The roller heads 8, which are driven in rotation in the direction of the arrows K, have rollers 9 which are rotatably mounted in them and can be driven in a manner known per se. Two rollers 9 always act on the raw pot 500 from opposite sides for cold forming in the hollow part 5, so that also a stable workpiece position is possible during machining.
The roller heads 8 can be driven synchronously by the motor 82 by means of cardan shafts 80 and gears 81 (FIG. 2). The motor 82 can, if necessary, be coordinated with the motors 21 and 23 in terms of speed, but this is not necessary here because no external toothing is to be rolled.
The external toothing 42 of the mandrel 4 shown in FIG. 6 corresponds to the internal toothing 52 of the hollow part 5.
In the same way, the primary outer cylinder 41 of the mandrel 4 corresponds to the primary inner cylinder 51 of the hollow part 5 and the secondary outer cylinder 43 of the mandrel 4 corresponds to the secondary inner cylinder 43 of the hollow part 5.
It can be seen in the comparison of FIGS. 3 and 4 on the one hand and in FIG. 6 on the other hand that the raw pot 500 is axially shorter than the hollow part 5, which is due to the fact that during the cold forming the pot wall material flows axially while it the mandrel shape is adjusted.
The raw pot 500 has the same wall thickness 5511 everywhere, but a smaller inner diameter 5510 in the primary region 551, while it has a larger inner diameter 5520 in its secondary region 552, so that it can be pushed onto the mandrel easily and with little play.
Because the primary inner cylinder diameter 510 is at least equal to the root circle diameter 420 of the mandrel 4, which corresponds to the tip circle diameter of the internal toothing 52 of the hollow part 5 with the least tolerance, and because this root circle diameter 420 is at most the same size as the secondary inner cylinder diameter 530, the finished hollow part 5 can be simply pressed axially from the mandrel 4.
It is therefore possible to produce a hollow part in a simple manner with precise internal teeth and with precise internal cylinders, as was very useful for automatic transmissions, for example, but was previously only possible with much greater effort.