DE19637839C1 - Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von GleichlaufgelenkenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken, der im Oberbe
griff des Patentanspruches 1 erläuterten Art.
Aus der DE 37 12 301 A1 ist ein Preßwerkzeug zum spanlosen
Umformen eines Vorwerkstückes, das einen einseitig offenen
Hohlraum zur Erstellung von in axialer Richtung gesehenen
hinterschnittfreien Kugellaufbahnen und hinterschnittenen
Käfigführungsflächen aufweist, bekannt, das in einem Außen
werkzeug aufgenommen wird, worauf über ein Innenwerkzeug un
ter Druckanwendung die Umformung der Wandbereiche bewirkt
wird.
Das Innenwerkzeug besteht hierbei aus einem Innenstempel mit
einzelnen radialen Rippen, die durch Segmente eines Hülsen
stempels hindurchgreifen, wobei sich im Querschnitt eine in
Umfangrichtung geschlossene Formenoberfläche ergibt. Der Stoß
zwischen den beiden Bauteilen des Innenwerkzeuges liegt je
weils im Übergang zwischen den Formbereichen für die Kugel
laufbahnen und den Formbereich für die Käfigführungsflächen.
Das Bauteil des Innenwerkzeuges zur Herstellung der Kugelbah
nen wird hierbei durch ein einstückiges, massives Teilwerk
zeug gebildet, das ohne Verzug oder Formänderung große Kräfte
aufnehmen kann. Hierdurch ist eine präzise Umformung der Ku
gelbahnabschnitte möglich, die eine Nacharbeit in diesen Be
reich vermeidet.
Die dazwischenliegenden hinterschnittenen Bereiche der Käfig
führungsfläche werden hierbei von den außenballigen Segmenten
des Hülsenstempels des Innenwerkzeuges ausgebildet, dessen
Segmente nach Entfernen des Innenstempels durch radiales nach
Innenfedern aus dem fertigen Werkstück entfernt werden kön
nen.
Das bekannte Preßwerkzeug weist den Nachteil auf, daß das
zweiteilige Innenwerkzeug äußerst aufwendig und teuer in sei
ner Herstellung ist und durch die gebildeten Trennflächen
zwischen den beiden Werkzeugteilen, dem Innenstempel und dem
Hülsenstempel, erhöht anfällig für Verschleiß ist.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die, für die Zwei
teilung des Umformwerkzeuges erforderlichen Toleranzen
zwangsläufig zur Vergrößerung der Werkstücktoleranzen führen,
d. h. die aktuellen Werkzeugtoleranzen müssen den geforderten
Werkstücktoleranzen hinzuaddiert werden.
Aus der DE 42 14 444 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von
Kugelschalen für Gleichlaufgelenke bekannt, bei dem ein napf
förmiger Rohling unter spanloser Querschnittsreduzierung zur
Ausformung seiner Innenform gegen einen in Umfangrichtung
wellenförmig ausgebildeten und in axialer Richtung über den
Umfang variablen, vorzugsweise segmentweise unterschiedlich
Konvex gekrümmten Profildorn im Zeitverlauf örtlich fort
schreitend radial umgeformt wird. Der hierbei verwendete
Profildorn ist mehrteilig und besteht aus radial teilbaren
Profildornsegmenten.
Auch dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß
der verwendete Profildorn durch seine mehrteilige Ausführung
aufwendig und teuer in seiner Herstellung und anfällig für
Verschleiß ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die
für die Zweiteilung des Umformwerkzeuges erforderlichen Tole
ranzen zwangsläufig zur Vergrößerung der Werkstücktoleranzen
führen, d. h., die aktuellen Werkzeugtoleranzen müssen den ge
forderten Werkstücktoleranzen hinzuaddiert werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstel
lung von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken, der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erläuterten Art zu schaf
fen, bei dem die aufgezeigten Nachteile der bekannten Her
stellungsverfahren vermieden werden und sowohl hinterschnitt
freie, als auch hinterschnittene Kugellaufbahnen hergestellt
werden können.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem bei
einem Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von
Gleichlaufgelenken, der im Oberbegriff des Patenantanspruchs
erläuterten Art, die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs I
aufgezeigten Werkzeuge und Verfahrensschritte angewendet wer
den.
Dadurch, daß als Innenwerkzeug ein einteiliger, segmentweise
unterschiedlich konvex gekrümmter Preßstempel mit einer be
stimmten Außenkontur verwendet wird, der in den Hohlraum des
Vorwerkstückes eingebracht wird und der durch Taumelpressen
in mehreren örtlich fortschreitenden Umläufen die gewünschte
Endform der inneren Wandbereiche für die Kugellaufbahn und
die Käfigführungsflächen erzeugt, wird ein sehr robustes Um
formwerkzeug geschaffen, das zu günstigeren Werkstücktoleran
zen führt.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Werkzeug-
Vorwerkstück-Anordnung zu Beginn der Verfor
mung;
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Werkzeug-
Werkstück-Anordnung nach der Taumelverformung
und
Fig. 3 eine Unteransicht des einteiligen Innenwerk
zeuges.
Das Innenwerkzeug 1 ist als einteiliger Taumelpreßstempel
ausgebildet, dessen Außenkontur segmentweise, unterschiedlich
Konvex gekrümmt ist und rippenförmige Konturen 4 für die Ku
gellaufbahnen und benachbarte Konturen 5 für die Käfigfüh
rungsflächen aufweist. Die entsprechenden Außenkonturen 4 und
5 sind unter Berücksichtigung eines bestimmten Taumelwinkels
α ausgelegt um die gewünschten fertigen Führungsflächen zu
erzeugen.
In einem Außenwerkzeug 2 wird das Vorwerkstück 3 aufgenommen
und fixiert. Zu Beginn der Bearbeitung wird das Außenwerkzeug
2 nach oben zum noch zentrisch zur Maschinenachse angeordne
ten Formstempel 1 verfahren und dann fixiert. Nun wird der
Formstempel 1 in Taumelbewegung versetzt. Hierbei wandert
eine intermittierende Umformkraft entsprechend der Bewegungs
abläufe; in Abhängigkeit von der Taumelfrequenz und dem Tau
melwinkel α; kreisförmig über die zu verformenden Flächen des
Vorwerkstückes 3. So wird jeweils nur ein geringerer Bereich
der zu verformenden Kugellaufflächen 6 und Käfigführungsflä
chen 7 in der Zeiteinheit bearbeitet. Der Formstempel wird
auf dem Vorwerkstück 3 abgewälzt, d. h., es findet Roll
gleitreibung zwischen Material und Umformwerkzeug 1 statt,
diese ist erheblich geringer als die Reibparameter bei den
konventionellen Umformverfahren. Die Fließspannung des Werk
stoffes wird durch die auftretende Maximalspannung nur unwe
sentlich überschritten, hierdurch wird ein besserer Material
fluß gewährleistet.
Sobald die gewünschten Fertigkonturen der Kugellaufbahnen 6
und der Käfigführungen 7 erreicht sind, wird das Innenwerk
zeug 1 wieder zentrisch zur Maschinenachse ausgerückt und das
Werkstück 3′ kann durch einen Auswerfer aus dem Außenwerkzeug
2 ausgeworfen werden.
Durch das durch das Taumelpressen erzielte, schrittweise Ver
drängen von Material kann mit einer sehr genauen Ausformung
und mit einer sehr hohen Oberflächengüte gerechnet werden, so
daß ein nachträgliches Bearbeiten der Kugellaufbahnen und der
Käfigführungsflächen nicht mehr erforderlich ist.
Bei der Herstellung der Innenkontur des Gelenkaußenteiles
kann gleichzeitig an der Außenkontur des Vorwerkstückes 3
eine Außenverzahnung 8 mit eingeformt werden. Die Außenver
zahnung 8 positioniert das Vorwerkstück 3 lagegenau und ver
hindert ein Verdrehen desselben im Außenwerkzeug 2 durch die
Einwirkung des wandernden Drehmomentes der Taumelbewegung.
Die Außenverzahnung kann bei entsprechender Auslegung als
Drehzahlgeber für ein ABS-System verwendet werden.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von
Gleichlaufgelenken mit hinterschnittfreien und/oder hin
terschnittenen Kugellaufbahnen (6) sowie Käfigführungs
flächen (7), durch spanloses Umformen eines Vorwerkstüc
kes (3), das einen einseitig offenen Hohlraum zur Erstel
lung der Kugellaufbahnen (6) und Käfigführungsflächen (7)
aufweist, wobei das Vorwerkstück (3) in einem Außenwerk
zeug (2) aufgenommen wird und durch ein Innenwerkzeug (1)
unter Druckanwendung die Innenwandbereiche des Vorwerkstücks (3) zu den Kugel
laufbahnen (6) und Käfigführungsflächen (7) verformt wer
den,
dadurch gekennzeichnet, daß
dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Innenwerkzeug (1) als ein einteiliger, segment weise, unterschiedlich konvex gekrümmter Taumelpreß stempel (1) ausgebildet ist, der zunächst zentrisch in den Hohlraum des Vorwerkstückes (3) eingebracht wird und
- - darauf folgend unter mehrmaligen Taumelbewegungen mit einem entsprechenden Taumelwinkel (α) die gewünschte Endform der Kugellaufbahnen (6) und Käfigführungsflä chen (7) erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Taumelpreßbewegung eine axiale Eintauchbewegung über
lagert wird.
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