DE19725453C2 - Process for producing a hollow shaft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a Hollow shaft according to the preamble of claim 1.

Derartige Hohlwellen werden insbesondere bei Getrieben ein­ gesetzt, bei denen ein möglichst geringes Trägheitsmoment verlangt wird. Es ist bekannt, derartige Hohlwellen durch Rundkneten herzustellen. Dieses bekannte Verfahren ist al­ lerdings auf Hohlwellen mit relativ geringen Änderungen am Außendurchmesser begrenzt. Bei der Fertigung von mehreren Wellenabsätzen mit unterschiedlichen Durchmessern muß für jeden Durchmesser ein entsprechender Knetbackensatz einge­ baut werden. Für Hohlwellen mit mehreren Wellenabsätzen ist dieses Fertigungsverfahren daher kaum wirtschaftlich.Hollow shafts of this type are used in particular in transmissions set in which the lowest possible moment of inertia is required. It is known to pass through such hollow shafts To produce circular kneading. This known method is al However, on hollow shafts with relatively minor changes on Limited outside diameter. When manufacturing several Shaft shoulders with different diameters must be used for a corresponding kneading jaw set is inserted into each diameter be built. For hollow shafts with multiple shaft shoulders this manufacturing process is therefore hardly economical.

Ferner gibt es das Verfahren des Querwalzens zur Herstellung von Hohlwellen. Hier ist der Nachteil gegeben, daß aufgrund des Verfahrens ungleichmäßige Wanddicken während der Umfor­ mung entstehen können. Die hierdurch verursachte Unwucht kann, wenn überhaupt, nur unter einem erhöhten Aufwand be­ seitigt werden. In manchen Fällen beispielsweise bei für hohe Drehzahlen vorgesehenen Hohlwellen, ist dieses Ver­ fahren grundsätzlich nicht geeignet. There is also the method of cross rolling for manufacturing of hollow shafts. The disadvantage here is that due to the process uneven wall thicknesses during the Umfor can arise. The unbalance caused by this can be, if at all, only with increased effort be sided. In some cases, for example for provided high speeds hollow shafts, this is Ver generally not suitable.  

Aus der DE 195 11 963 A1 geht ein Verfharen zur Herstellung rotationssymmetrischer metallischer Werkstücke, insbesonde­ re von Riemenscheiben hervor. Das Verfahren verwendet als Ausgangswerkstück einen rohrförmigen Rohling. Dieser rohr­ förmige Rohling wird an seinen Endbereichen abgestützt, während er in seinem mittleren Bereich durch aufeinander­ folgende Umformschritte in seinem Durchmesser reduziert wird. Es entsteht ein Zwischenerzeugnis, welches im umge­ formten mittleren Bereich zum Bilden von zwei Riemenschei­ ben halbiert wird.DE 195 11 963 A1 describes a process for the production rotationally symmetrical metallic workpieces, in particular right out of pulleys. The method used as Starting workpiece a tubular blank. This tube shaped blank is supported at its end areas, while he was going through each other in his middle area subsequent forming steps reduced in diameter becomes. An intermediate product is created, which in reverse shaped middle area to form two pulleys ben is halved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Hohlwellen bei einer großen Gestaltungsfreiheit und hoher Formgenauigkeit wirtschaft­ lich gefertigt werden können.The invention is based on the object Specify the method using the hollow shafts for a large Freedom of design and high dimensional accuracy Lich can be manufactured.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a method with solved the features of claim 1.

Mit diesen Verfahren kann auf einem Drückwalzzentrum in einfacher Weise aus einem Rohr eine Hohlwelle mit einer gewünschten Wanddicke und einer definierten Außenkontur hergestellt werden. Die Oberflächengüte der geformten Hohl­ welle wird dabei durch die Qualität und Struktur der Pro­ filwalzenoberfläche beeinflußt. Durch die Verformung des Materials während des Walzvorganges wird eine verfestigte Oberfläche geschaffen. Durch Abstützung der Hohlwelle von mehreren Seiten können zudem enge Toleranzbereiche erreicht werden, so daß keine oder kaum mehr eine Nachbearbeitung der Wellenkontur notwendig ist. Selbst komplexe Wellenkon­ turen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren schnell und materialsparend und somit umweltschonend hergestellt werden. Da insgesamt eine Festigkeits­ erhöhung bei der Umformung stattfindet, können günstigere Werk­ stoffe mit einer geringeren Ausgangsfestigkeit verwendet werden.These processes can be used on a press rolling center in simple way from a tube a hollow shaft with a desired wall thickness and a defined outer contour getting produced. The surface quality of the shaped hollow The quality and structure of the Pro felt roll surface affected. By deforming the Material is solidified during the rolling process Surface created. By supporting the hollow shaft from Narrow tolerance ranges can also be reached on several sides be, so that no or hardly any post-processing the shaft contour is necessary. Even complex wave con doors can with the invention  Process quickly and saves material and therefore are manufactured in an environmentally friendly manner. Because overall a strength increase in the forming takes place, can work cheaper substances with a lower initial strength can be used.

Hinsichtlich einer gezielten Wanddickeneinstellung ist es nach der Erfindung vorteilhaft, daß vor dem Einziehen die Profilrolle an das Rohr angedrückt und definiert axial verfahren wird und dabei die Wanddicke des Rohres lokal verändert wird. Nachdem das einge­ spannte Rohr in Drehung versetzt worden ist, fahren die Supporte mit den Walzeneinheiten gleichzeitig vor. Das Vorfahren kann mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten der einzelnen Profil­ walzen zueinander in bestimmten Bereichen des Vorschubweges erfol­ gen. Während dieser Phase kann unabhängig von beiden Seiten des Werkzeuges eine definierte axiale Bewegung relativ zu den Profil­ walzen durchgeführt werden. Als Bezugspunkt für diese Bewegung gilt die Profilwalze mit dem Fertigprofil der zu formenden Hohl­ welle. Dadurch wird axial dem Umformbereich links und rechts neben dem größten Durchmesser der Fertigprofilwalze Material zugeschoben oder entzogen, je nach Art der Formgebung und der gewünschten Ma­ terialverdickung oder Materialausdünnung im Bereich der Hohlwelle.With regard to a targeted adjustment of the wall thickness, it is according to the Invention advantageous that the profile roller before pulling in the pipe is pressed on and moved axially and thereby the wall thickness of the pipe is changed locally. After that the tensioned tube has been rotated, the supports drive with the roller units at the same time. The ancestor can with different feed speeds of the individual profiles Roll each other in certain areas of the feed path During this phase, regardless of both sides of the Tool a defined axial movement relative to the profile rollers are carried out. As a reference point for this movement applies the profile roller with the finished profile of the hollow to be formed wave. This axially adjusts the forming area to the left and right material pushed towards the largest diameter of the finished profile roller or withdrawn, depending on the type of shape and the desired dimensions material thickening or material thinning in the area of the hollow shaft.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß ein zweiteiliges Drückwerkzeug verwendet wird und daß beim Spannen ein erstes Teil des Drückwerkzeuges an einem Ende des Rohres und ein zweites Teil des Drückwerkzeuges am anderen Ende des Rohres eingebracht wird. Die beiden Teile des stabförmigen Drückwerkzeuges können gestuft ausgebildet sein, wobei die jeweils weiter innenliegende Stufe einen geringeren Durchmesser als eine außenliegende Stufe hat, so daß die beiden Teile des Drückwerkzeu­ ges hinterschneidungsfrei sind und nach dem Umformen problemlos aus dem umgeformten Rohr gezogen werden können. Auf diese Weise kann eine Innenkontur an der Hohlwelle erzeugt werden, welche in einem mittleren Bereich den kleinsten Durchmesser und nach außen hin einen zunehmenden Durchmesser aufweist. Another advantageous embodiment of the invention exists in that a two-part pressing tool is used and that when clamping a first part of the pressing tool at one end of the Tube and a second part of the spinning tool at the other end of the tube is introduced. The two parts of the rod-shaped Pressing tool can be designed in stages, each of which more inner step a smaller diameter than one has an external step, so that the two parts of the pressing tool are free of undercuts and easy after forming can be drawn from the formed tube. In this way an inner contour can be generated on the hollow shaft, which in the smallest diameter in a central area and outwards has an increasing diameter.  

Um möglichst enge Maßtoleranzbereiche an der zu fertigenden Hohl­ welle zu erzielen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß zum Um­ formen mehrere Profilwalzen eingesetzt werden, welche gleichmäßig um das Rohr verteilt radial zugestellt werden. Die Profilwalzen können dabei mit unterschiedlichen Profilen ausgebildet sein. Alle Profilwalzen haben gemeinsam einen Durchmesserbereich, der den Fertigdurchmesser in einem bestimmten Bereich der fertigen Hohl­ welle kontaktiert. Damit ist sichergestellt, daß während der ge­ samten Umformung das umzuformende Rohr durch mindestens zwei oder vorzugsweise drei Profilwalzen gestützt und damit stets auf Rund­ lauf vom Innen- zum Außendurchmesser gehalten wird. Die einzelnen Profile werden auf den für diese Profilwalze vorgesehenen Um­ formanteil abgestimmt und sind entlang der nahezu gesamten Werk­ stücklänge ausgebildet. Damit wird eine gleichmäßig verteilte Um­ formung auf dem Umfang des zu bearbeitenden Rohres während der ge­ samten Umformung bei gleichzeitiger Abstützung des Rohrkörpers hergestellt. Der Umformanteil der einzelnen Profilwalzen richtet sich dabei nach der Wanddicke oder dem Volumen des umzuformenden Rohres im Umformbereich. Der Umformanteil kann je nach Werkstück­ art unterschiedlich sein.To the narrowest possible tolerance ranges on the hollow to be manufactured To achieve wave, it is provided according to the invention that for order form several profile rollers, which are used evenly are distributed radially around the pipe. The profile rollers can be designed with different profiles. All Profile rollers together have a diameter range that the Finished diameter in a certain area of the finished hollow wave contacted. This ensures that during the ge whole forming the pipe to be formed by at least two or preferably supported three profile rollers and thus always round barrel is held from the inside to the outside diameter. The single ones Profiles are placed on the order provided for this profile roller Form proportion matched and are along almost the entire plant piece length trained. This creates an evenly distributed order Forming on the circumference of the pipe to be machined during ge entire forming with simultaneous support of the tubular body manufactured. The proportion of deformation of the individual profile rolls is aligned depending on the wall thickness or the volume of the material to be reshaped Tube in the forming area. The proportion of deformation can vary depending on the workpiece be different.

Die Erfindung ist dadurch weitergebildet, daß beim Umformen die Profilwalzen jeweils durch mindestens eine Stützwalze abgestützt werden und daß die Profilwalzen durch die Stützwalzen radial und/oder axial geführt werden. Um das eingespannte Rohr herum sind verschiedene Profilwalzen angeordnet, die auf einzelnen, unabhän­ gig voneinander verfahrbaren Supporten gelagert sind. Aufgrund der großen Durchmesserunterschiede an der zu formenden Hohlwelle wer­ den die Profilwalzen durch Stützwalzen unterstützt. Dies ermög­ licht, geführte Profilwalzen in kleinen Durchmesserbereichen mit einer für den Durchmesserbereich großen Walzensteifigkeit einzu­ setzen. Je nach Größe der Profilwalze kann die Stützwalze sowohl die axiale als auch die radiale Lagerung oder Führung übernehmen. Damit ein tragfähiger Kontakt zwischen Profil- und Stützwalze ge­ geben ist, kann die Aufhängung der Profilwalze mit der Möglichkeit einer in beiden Richtungen begrenzten radialen Verschiebung von wenigen Millimetern ausgerüstet sein.The invention is further developed in that the Profile rollers each supported by at least one backup roller and that the profile rollers are radial through the support rollers and / or be guided axially. Are around the clamped pipe various profile rollers arranged on individual, independent gig-movable supports are stored. Due to the large diameter differences on the hollow shaft to be shaped which the profile rolls are supported by backup rolls. This enables light, guided profile rollers in small diameter ranges with a large roll stiffness for the diameter range put. Depending on the size of the profile roller, the backup roller can both take over the axial as well as the radial bearing or guidance. So that a viable contact between profile and backup roller ge is the suspension of the profile roller with the possibility a radial displacement of. limited in both directions  a few millimeters.

Eine qualitativ gute Werkstückoberfläche wird erfindungsgemäß da­ durch erreicht, daß zum Einformen von Bereichen starker Durchmes­ seränderungen geteilte Profilwalzen eingesetzt werden, die beim Umformen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotieren. Die Pro­ filwalze kann dabei je nach Größe des Durchmesserunterschiedes der einzelnen Werkstückbereiche in ihrer Länge unterteilt sein. Die einzelnen Teile der Profilwalze sind unabhängig voneinander an ei­ nem gemeinsamen Drehbolzen gelagert. Damit wird die Möglichkeit unterschiedlicher Drehzahlen einzelner Teile der Profilwalze in verschiedenen Durchmesserbereichen geschaffen, wodurch eine uner­ wünschte Relativbewegung im Kontaktbereich von Werkstück und Pro­ filwalze reduziert wird. Damit die einzelnen Profilwalzen sich den Stützwalzen axial anpassen können, sind die Profilwalzen selbst ohne Stützwalzenkontakt axial begrenzt verschiebbar.A qualitatively good workpiece surface is there according to the invention achieved by that for molding areas of strong diam divided profile rollers are used, which at Rotate forming at different speeds. The pro Depending on the size of the diameter difference, the fil roller can individual workpiece areas can be divided in length. The individual parts of the profile roller are independent of each other on egg nem shared pivot pin. So that becomes the possibility different speeds of individual parts of the profile roller in created different diameter ranges, creating an un desired relative movement in the contact area between workpiece and Pro fil roll is reduced. So that the individual profile rollers Back-up rolls can be adjusted axially, are the profile rolls themselves can be moved axially to a limited extent without backup roller contact.

Eine erfindungsgemäße Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeich­ net, daß nach dem Entfernen des Drückwerkzeuges zumindest ein Ende des Rohres weiter eingezogen und geschlossen wird. Das Ende oder die Enden der geformten Hohlwelle können nach bekannten Drück- und Drückwalzverfahren geschlossen werden. Bei Verschließen beider En­ den kann eine Welle geschaffen werden, in die keine Fremdstoffe eindringen können, welche jedoch gegenüber Vollmaterialwellen ein deutlich verringertes Trägheitsmoment besitzt.A method variant according to the invention is characterized thereby net that after removing the pressing tool at least one end of the pipe is drawn in and closed. The end or the ends of the shaped hollow shaft can by known pressure and Pressure rolling processes are closed. When both En a wave can be created in which no foreign matter can penetrate, which, however, against solid material waves has significantly reduced moment of inertia.

Eine andere Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, daß an der Hohlwelle eine Verzahnung ausgebildet wird. Die Verzahnung kann sowohl spanabhebend als auch spanlos gefertigt werden. Im letzte­ ren Fall kann die Verzahnung ebenfalls auf dem Drückwalzzentrum durch radiales Zustellen einer Profilrolle mit einer Innen- oder Außenverzahnung oder durch Andrücken an einen außenverzahnten Drückdorn durchgeführt werden. Die Verzahnung wird insbesondere an den Wellenabsätzen eingeformt, an welchen vorausgehend zu diesem Zweck eine Materialverdickung beim Umformen erzeugt wurde. Another development of the method is that at the Hollow shaft a toothing is formed. The gearing can be machined as well as non-cutting. In the last one In other cases, the teeth can also be on the spinning roll center by radial positioning of a profile roll with an inside or External toothing or by pressing on an external toothing Mandrel. The gearing is particularly on molded in the shaft heels, on which previous to this A material thickening was created during the forming process.  

Bei einer anderen Ausführungsform ist es von Vorteil, daß die Hohlwelle auf ein vorgesehenes Maß abgelängt und spanabhebend end­ bearbeitet wird. Hierbei können insbesondere Lagersitze an der Hohlwelle durch Drehen oder Schleifen gefertigt werden.In another embodiment, it is advantageous that the Hollow shaft cut to a specified dimension and cutting end is processed. Here, in particular, bearing seats on the Hollow shaft can be manufactured by turning or grinding.

Die Erfindung wird weiter anhand von bevorzugten Ausführungsbei­ spielen erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen gezeigt sind. In den Zeichnungen zeigen:The invention is further illustrated by preferred embodiments play explained, which is shown schematically in the drawings are. The drawings show:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch eine erfindungs­ gemäß hergestellte Hohlwelle; Figure 1 is a cross-sectional view through a hollow shaft according to the Invention.

Fig. 2 bis 7 Querschnittsansichten durch ein Werkstück nach Durchführung einzelner Verfahrensschritte gemäß der Erfindung; Fig. 2 to 7 are cross-sectional views of a workpiece after completion of individual process steps according to the invention;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 8 is a cross-sectional view through an apparatus for performing the method according to the invention and

Fig. 9 eine schematische Vorderansicht zu der Vorrich­ tung von Fig. 8. Fig. 9 is a schematic front view of the Vorrich processing of Fig. 8.

Eine erfindungsgemäß gefertigte Hohlwelle 20 ist in Fig. 1 im Querschnitt dargestellt. In die Hohlwelle 20 ist eine Außenkontur 21 mit einem ersten Wellenabsatz 23, einem zweiten Wellenabsatz 24 und einem dritten Wellenabsatz 25 eingeformt, zwischen denen ein erste Durchmesserverengung 26 bzw. eine zweite Durchmesserveren­ gung 27 angeordnet sind. Um ein möglichst geringes Trägheitsmoment der Hohlwelle 20 zu erreichen, verläuft eine Innenkontur 22 weit­ gehend parallel zu der Außenkontur 21. So sind an der Innenkontur 22 in den Bereichen der Wellenabsätze 23, 24, 25 eine erste Hin­ terschneidung 28, eine zweite Hinterschneidung 29 bzw. eine dritte Hinterschneidung 30 ausgebildet. Auf der in der Fig. 1 linken Seite der Hohlwelle 20 ist ein geschlossenes Ende 31 geformt, während auf der anderen Seite ein offenes Ende 32 gebildet ist, durch wel­ ches ein Zugang zu dem Hohlraum der Hohlwelle 20 besteht. Die Hohlwelle 20 ist insgesamt rotationssymmetrisch zu einer Mit­ tenachse 37 ausgebildet.A hollow shaft 20 manufactured according to the invention is shown in cross section in FIG. 1. In the hollow shaft 20 , an outer contour 21 is formed with a first shaft shoulder 23 , a second shaft shoulder 24 and a third shaft shoulder 25 , between which a first diameter constriction 26 and a second diameter constriction 27 are arranged. In order to achieve the lowest possible moment of inertia of the hollow shaft 20 , an inner contour 22 runs largely parallel to the outer contour 21 . Thus, a first rear undercut 28 , a second undercut 29 and a third undercut 30 are formed on the inner contour 22 in the areas of the shaft shoulders 23 , 24 , 25 . A closed end 31 is formed on the left side of the hollow shaft 20 in FIG. 1, while an open end 32 is formed on the other side, through which there is access to the cavity of the hollow shaft 20 . The hollow shaft 20 is formed overall rotationally symmetrical to a With tenachse 37 .

Die Innenkontur 22 weist im Bereich der ersten Durchmesserveren­ gung 26 einen ersten Innendurchmesser 33 auf, der sich bei einer Wellenstufe 38 zu einem zweiten Innendurchmesser 34 erweitert. Der an das geschlossene Ende 31 angrenzende Bereich der Innenkontur 21 weist einen dritten Durchmesser 35 auf, welcher kleiner als der erste Innendurchmesser 33 und der dazwischen angeordneten ersten Hinterschneidung 28 ist. Das offene Ende 32 besitzt einen vierten Innendurchmesser 36, welcher kleiner als der zweite Innendurchmes­ ser 34 ist.The inner contour 22 has in the area of the first diameter narrowing 26 a first inner diameter 33 which widens at a shaft 38 to a second inner diameter 34 . The region of the inner contour 21 adjoining the closed end 31 has a third diameter 35 which is smaller than the first inner diameter 33 and the first undercut 28 arranged therebetween. The open end 32 has a fourth inner diameter 36 , which is smaller than the second inner diameter 34 .

Die einzelnen Fertigungsschritte zur Herstellung der Hohlwelle 20 aus einem Rohr 10 gehen aus den Fig. 2 bis 7 hervor. Das auf Maß abgelängte Rohr 10 wird in ein Drückwalzzentrum eingespannt und um seine Mittenachse 37 in Rotation versetzt. Über die gesamte Länge des rotierenden Rohres 10 werden eine oder mehrere Profilwalzen radial zugestellt, die ein Profil aufweisen, welches an die zu formende Außenkontur 21 angepaßt ist. Durch das radiale Zustellen der Profilwalzen wird die Wandung des Rohres 10 entsprechend dem Profil eingezogen. Dieser Umformschritt ist beendet, wenn die Rohrwandung in vorgesehenen Bereichen an einem innerhalb des Roh­ res 10 angeordneten Drückwerkzeug anliegt und die Außenkontur 21 in dem Mittenbereich der zu formenden Hohlwelle 20 ausgeformt ist. Die so geformte Außenkontur 21 weist einen zweiten Wellenabsatz 24 und einen dritten Wellenabsatz 25 auf, dessen Außendurchmesser dem Ausgangsdurchmesser des Rohres 10 entspricht. Da beim Umformen die angrenzenden Bereiche der Wellenabsätze stärker eingezogen wurden, hat sich an den Innenseiten des zweiten und dritten Wellenabsatzes 24, 25 eine zweite bzw. dritte Hinterschneidung 29, 30 ausgebil­ det. The individual manufacturing steps for manufacturing the hollow shaft 20 from a tube 10 are shown in FIGS. 2 to 7. The tube 10 cut to size is clamped in a pressure rolling center and set in rotation about its central axis 37 . One or more profile rollers are provided radially over the entire length of the rotating tube 10 , which have a profile which is adapted to the outer contour 21 to be formed. The wall of the tube 10 is drawn in according to the profile by the radial feed of the profile rollers. This shaping step is ended when the tube wall rests in the designated areas on a pressing tool arranged inside the tube 10 and the outer contour 21 is formed in the central area of the hollow shaft 20 to be shaped. The outer contour 21 shaped in this way has a second shaft shoulder 24 and a third shaft shoulder 25 , the outer diameter of which corresponds to the initial diameter of the tube 10 . Since the adjacent areas of the shaft shoulders were drawn in more during the shaping, a second or third undercut 29 , 30 has been formed on the inner sides of the second and third shaft shoulders 24 , 25 .

Anschließend wird das Drückwerkzeug axial zu beiden Seiten aus dem Werkstück heraus gefahren, so daß die Werkstückenden fertig ge­ formt werden können. Der in der Zeichnung linksseitige Abschnitt des Werkstücks wird weiter radial eingezogen, wobei ein erster Wellenabsatz 23 mit einer ersten Hinterschneidung 28 ausgeformt wird. In einem außenliegenden Bereich wird das Werkstück sogar so weit umgeformt, daß ein geschlossenes Ende 31 entsteht. Das andere Ende wird bei diesem Ausführungsbeispiel zunächst abgelängt und in einem darauf folgenden Umformschritt weiter radial eingezogen und zu einem offenen Ende 32 geformt. Abschließend werden die beiden Enden 31, 32 in einem Abtrennschritt bearbeitet, so daß die ferti­ ge Hohlwelle 20 entsteht, welche bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert ist.The spinning tool is then moved axially out of the workpiece on both sides so that the workpiece ends can be finished. The section of the workpiece on the left in the drawing is further drawn in radially, a first shaft shoulder 23 being formed with a first undercut 28 . In an external area, the workpiece is even formed to such an extent that a closed end 31 is created. In this exemplary embodiment, the other end is first cut to length and, in a subsequent forming step, is drawn in further radially and formed into an open end 32 . Finally, the two ends 31 , 32 are processed in a separation step, so that the ferti ge hollow shaft 20 is formed, which has already been explained in connection with FIG. 1.

Eine Vorrichtung 50 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Die Vorrichtung 50 weist ein mit einer Spindel eines Drückwalzzentrums verbundenes Drück­ werkzeug 51 und drei, in einem Winkel um 120° zueinander versetzt angeordnete Walzeneinheiten 60a, 60b, 60c auf.A device 50 for performing the method according to the invention is shown in FIGS . 8 and 9. The device 50 has a press tool 51 connected to a spindle of a press-rolling center and three roll units 60 a, 60 b, 60 c arranged at an angle of 120 ° to one another.

Das Drückwerkzeug 51 ist zweiteilig aufgebaut und umfaßt einen in der Zeichnung linksseitigen ersten Teil 52 mit einem ersten Drück­ dorn 54 und ein rechtsseitiges zweites Teil 53 mit einem zweiten Drückdorn 55 auf. Die beiden Teile 52, 53 sind relativ zueinander entlang einer Mittenachse 37 axial verfahrbar. Zum Einspannen ei­ nes Werkstücks befinden sich die beiden Teile 52, 53 des Drück­ werkzeuges 51 in einer auseinandergefahrenen Stellung, aus welcher die zum Spannen des Werkstücks aufeinanderzu verfahren werden. Der erste Drückdorn 54 besitzt drei zylindrische Abschnitte mit je­ weils zum freien Ende hin abnehmenden Durchmesser. Der zweite Drückdorn 55 umfaßt zwei zylindrische Abschnitte, wobei an dessen freiem Ende eine Zentrierbohrung 56 vorgesehen ist. In die Zen­ trierbohrung 56 ist das freie Ende des ersten Dorns 54 zum Spannen des Werkstücks einfahrbar. The pressing tool 51 is constructed in two parts and comprises a left-hand first part 52 in the drawing with a first pressing mandrel 54 and a right-hand second part 53 with a second pressing mandrel 55 . The two parts 52 , 53 can be moved axially relative to one another along a central axis 37 . For clamping egg nes workpiece, the two parts 52 , 53 of the pressing tool 51 are in an extended position from which are moved towards each other for clamping the workpiece. The first mandrel 54 has three cylindrical sections, each with a decreasing diameter towards the free end. The second mandrel 55 comprises two cylindrical sections, a center hole 56 being provided at its free end. In the Zen trier bore 56 , the free end of the first mandrel 54 is retractable for clamping the workpiece.

Zum Formen einer Hohlwelle 20 sind drei Walzeneinheiten 60a, 60b, 60c vorgesehen, die grundsätzlich gleich aufgebaut sind. In einem radial zum Drückwerkzeug 51 verfahrbaren Gehäuse 61 sind eine Pro­ filwalze 62 und eine Stützwalze 66 angeordnet. Die jeweiligen Mit­ tenachsen der Profilwalze 62 und der Stützwalze 66 verlaufen pa­ rallel zu einer Rotationsachse des Drückwerkzeugs 51. Die Stütz­ walze 66 dient zur Erhöhung der Steifigkeit der Profilwalze 62, so daß auch größere Umformkräfte aufgebracht werden können.To form a hollow shaft 20 , three roller units 60 a, 60 b, 60 c are provided, which are basically of the same construction. In a radially movable to the pressing tool 51 housing 61 , a pro filwalze 62 and a backup roller 66 are arranged. The respective central axes of the profile roller 62 and the support roller 66 run pa rallel to an axis of rotation of the pressing tool 51st The support roller 66 serves to increase the rigidity of the profile roller 62 , so that larger forming forces can be applied.

Die Profilwalze 62 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig aufgebaut, wobei eine erste Profilteilwalze 64 und eine zweite Profilteilwalze 65 jeweils unabhängig voneinander drehbar an der gemeinsamen Profilwalzenachse 63 gelagert sind. Entsprechend ist die Stützwalze 66 zweiteilig ausgebildet. Eine erste Stützteilwal­ ze 68 und eine zweite Stützteilwalze 69 sind ebenfalls unabhängig voneinander drehbar an der Stützwalzenachse 67 gelagert. Die Au­ ßenkontur der beiden Stützteilwalzen 68, 69 ist so ausgebildet, daß sie in die Kontur der beiden Profilteilwalzen 64, 65 eingreift bzw. diese umgreift, so daß die beiden Profilteilwalzen 64, 65 nicht nur gestützt, sondern auch geführt werden.In this exemplary embodiment, the profile roller 62 is constructed in two parts, a first profile portion roller 64 and a second profile portion roller 65 each being rotatably mounted independently of one another on the common profile roller axis 63 . Accordingly, the support roller 66 is formed in two parts. A first support part roller 68 and a second support part roller 69 are also rotatably supported independently of one another on the support roller axis 67 . The Au ßenkontur the two support rollers 68 , 69 is designed so that it engages in the contour of the two profile rollers 64 , 65 or engages around it, so that the two profile rollers 64 , 65 are not only supported, but also guided.

Der wesentliche Unterschied zwischen den drei Walzeneinheiten 60a, 60b, 60c liegt darin, daß die einzelnen Profilwalzen 62a, 62b, 62c ein voneinander unterschiedliches Profil besitzen. So ist das Pro­ fil der Profilwalze 62a zum Vorformen ausgebildet, während das Profil der Profilwalze 62c der dritten Walzeneinheit 60c zum Fer­ tigformen der Außenkontur 21 der Hohlwelle 20 ausgestaltet ist. Durch diese unterschiedliche Konturierung der einzelnen Profilwal­ zen 62a, 62b, 62b wird eine bessere Materialverteilung in axialer Richtung des Umformbereiches erreicht, die damit auch zu einer günstigeren Verteilung der Umformkräfte über den Umfang des Rohres führt.The main difference between the three roller units 60 a, 60 b, 60 c is that the individual profile rollers 62 a, 62 b, 62 c have a profile that is different from one another. For example, the profile of the profile roller 62 a is designed for preforming, while the profile of the profile roller 62 c of the third roller unit 60 c is designed for producing the outer contour 21 of the hollow shaft 20 . Through this different contouring of the individual Profilwal zen 62 a, 62 b, 62 b, a better material distribution is achieved in the axial direction of the forming area, which thus also leads to a more favorable distribution of the forming forces over the circumference of the tube.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle (20), bei welcher zwischen zwei durchmesserkleineren Enden (30, 31) ein durchmessergrößerer Mittenbereich vorgesehen ist, welcher einen Hohlraum umfaßt und eine Außenkon­ tur (21) mit mindestens einem Wellenabsatz (23, 24, 25) und eine Innenkontur (22) aufweist, die im Bereich des Wellenabsatzes (23, 24, 25) eine Hinterschneidung (28, 29, 30) in einer axialen Richtung umfaßt, mit den Verfahrensschritten:

• a) Bereitstellen eines Rohres (10), dessen Außendurch­ messer zumindest dem Durchmesser des zu formenden Wellenabsatzes (23, 24, 25) entspricht,
• b) koaxiales Einspannen des Rohres (10) um ein stab­ förmiges Drückwerkzeug (51), welches eine Kontur aufweist, die der Innenkontur (22) der Hohlwelle (20) mit Ausnahme der Hinterschneidung (28, 29, 30) im Bereich des Wellenabsatzes (23, 24, 25) ent­ spricht,
• c) In-Rotation-Versetzen des Rohres (10),
• d) radiales Zustellen einer Profilwalze (62) an das rotierende Rohr (10), wobei das Rohr (10) radial eingezogen wird, bis das Rohr (10) mit Ausnahme der Bereiche der Hinterschneidung (28, 29, 30) an dem Drückwerkzeug (51) anliegt und die Außenkontur (21) der Hohlwelle (20) geformt ist,
• e) axiales Entfernen des Drückwerkzeuges (51) aus der Hohlwelle (20) und
• f) Durchmesserreduzieren und Endformen der Enden (31, 32) durch radiales Einziehen.

1. A method for producing a hollow shaft ( 20 ), in which between two smaller-diameter ends ( 30 , 31 ) a larger diameter central area is provided, which comprises a cavity and an outer cone ( 21 ) with at least one shaft shoulder ( 23 , 24 , 25 ) and has an inner contour ( 22 ) which in the area of the shaft shoulder ( 23 , 24 , 25 ) comprises an undercut ( 28 , 29 , 30 ) in an axial direction, with the method steps:

• a) providing a tube ( 10 ) whose outer diameter corresponds at least to the diameter of the shaft shoulder ( 23 , 24 , 25 ) to be formed,
• b) coaxial clamping of the tube ( 10 ) around a rod-shaped pressing tool ( 51 ), which has a contour that the inner contour ( 22 ) of the hollow shaft ( 20 ) with the exception of the undercut ( 28 , 29 , 30 ) in the area of the shaft shoulder ( 23 , 24 , 25 ) corresponds to
• c) rotating the tube ( 10 ),
• d) radial feeding of a profile roller ( 62 ) to the rotating tube ( 10 ), the tube ( 10 ) being drawn in radially until the tube ( 10 ), with the exception of the areas of the undercut ( 28 , 29 , 30 ) on the pressing tool ( 51 ) and the outer contour ( 21 ) of the hollow shaft ( 20 ) is shaped,
• e) axially removing the pressing tool ( 51 ) from the hollow shaft ( 20 ) and
• f) Reduce the diameter and shape the ends ( 31 , 32 ) by radial retraction.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einziehen die Profilwalze (62) an das Rohr (10) angedrückt und definiert axial verfahren wird und dabei die Wanddicke des Rohres (10) lokal verändert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that before the drawing-in, the profile roller ( 62 ) is pressed onto the tube ( 10 ) and is moved axially in a defined manner and the wall thickness of the tube ( 10 ) is changed locally. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiteiliges Drückwerkzeug (51) verwendet wird und
daß beim Spannen ein erstes Teil (52) des Drückwerkzeuges (51) an einem Ende des Rohres (10) und ein zweites Teil (53) des Drückwerkzeuges (51) am anderen Ende des Rohres (10) ein­ gebracht wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in
that a two-part pressing tool ( 51 ) is used and
that when clamping a first part ( 52 ) of the pressing tool ( 51 ) at one end of the tube ( 10 ) and a second part ( 53 ) of the pressing tool ( 51 ) at the other end of the tube ( 10 ) is brought in. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umformen mehrere Profilwalzen (62a, 62b, 62c) einge­ setzt werden, welche gleichmäßig um das Rohr (10) verteilt radial zugestellt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that for forming a plurality of profile rollers ( 62 a, 62 b, 62 c) are inserted, which are distributed radially evenly distributed around the tube ( 10 ). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Umformen die Profilwalzen (62a, 62b, 62c) jeweils durch mindestens eine Stützwalze (66a, 66b, 66c) abgestützt werden und
daß die Profilwalzen (62a, 62b, 62c) durch die Stützwalzen (66a, 66b, 66c) radial und/oder axial geführt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in
that during the forming the profile rollers ( 62 a, 62 b, 62 c) are each supported by at least one backup roller ( 66 a, 66 b, 66 c) and
that the profile rollers ( 62 a, 62 b, 62 c) are guided radially and / or axially by the support rollers ( 66 a, 66 b, 66 c). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einformen von Bereichen starker Durchmesseränderungen geteilte Profilwalzen (62a, 62b, 62c) eingesetzt werden, die beim Umformen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotieren.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that for forming areas of large diameter changes divided profile rollers ( 62 a, 62 b, 62 c) are used, which rotate at different speeds during forming. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen des Drückwerkzeuges (51) zumin­ dest ein Ende (31) des Rohres (10) geschlossen wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that after removal of the pressing tool ( 51 ) at least one end ( 31 ) of the tube ( 10 ) is closed. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hohlwelle (20) eine Verzahnung ausgebildet wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a toothing is formed on the hollow shaft ( 20 ). 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (20) auf ein vorgesehenes Maß abgelängt lind spanabhebend bearbeitet wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the hollow shaft ( 20 ) is cut to length to an intended dimension.