DE3418307A1 - Method for the production of a thin-walled shell in the shape of an annular channel and an apparatus for carrying out the method - Google Patents

Abstract

In order to avoid fracture of the connecting seam and to keep the external shape of the shell within as narrow as possible a tolerance when producing a thin-walled shell in the shape of an annular channel from a rectangular plate bent into a cylindrical ring, the flat, rectangular plate bent into a cylindrical ring is flanged radially inwards in a semi-toroidal annular hollow mould by pressing it in the axial direction of the cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einenThe invention relates to a method for producing a

dünnwandigen, ringkanalförmigen, insbesondere halbtoroidalen, Schale mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt aus einer zu einem zylindrischen Ring zusammengebogenen, ebenen rechteckigen Platte. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.thin-walled, ring-channel-shaped, in particular semi-toroidal, shell with a substantially U-shaped cross-section from a to a cylindrical ring bent, flat rectangular plate. It also relates to a device to carry out the procedure.

Die Erfindung befaßt sich mit dem Herstellen dünnwandiger, ringförmiger Kanäle, im allgemeinen mit U-förmigem Querschnitt, wobei die Schenkel des U auch unterschiedlich sein können. Vorzugsweise betrifft die Erfindung die Herstellung halbtoroidaler Schalen. Solche Schalen werden derzeit in hydraulischen Kupplungen oder Wandlern eingesetzt und bilden darin die Räder bzw. Rotoren. Die Rotoren enthalten in Schlitzen der Rotorfläche befestigte, radial abstehende Schaufeln oder Rippen. In einem Kraftfahrzeug-Drehmomentwandler werden zwei Rotoren mit einander zugewendeten Öffnungen benötigt, so daß sich ein mit Rippen versehenes Toroid ergibt. Für eine einwandfreie Funktion des Drehmomentwandlers ist die Form der Außenflächen der halbtoroidalen Schalen wichtig. Beispielsweise müssen die Toleranzen der Materialdicke der halbtoroidalen Schale für den Fall der Anwendung in einem Kraftfahrzeug-Drehmomentwandler in einem Bereich zwischen +- 5 % gehalten werden. Für den Fall einer toroidalen Schale mit einer Wandstärke von etwa 1 mm dürfen also Abweichungen den Wert von + 0,05 mm nicht überschreiten. Toroidale Schalen werden industriell durch Schneiden oder Stanzen eines unterlagscheibenförmigen Rohlings aus einer ebenen Platte hergestellt. Dazu ist zunächst ein erheblicher Materialabfall mit entsprechender Kostensteigerung in Kauf zu nehmen. Der Rohling wird dann durch Pressen in eine halbtoroidale Schale umgeformt.The invention is concerned with making thin-walled, annular Channels, generally with a U-shaped cross-section, with the legs of the U also can be different. Preferably the invention relates to manufacture semi-toroidal shells. Such shells are currently used in hydraulic couplings or converters are used and form the wheels or rotors therein. The rotors included Radially protruding blades or ribs fastened in slots in the rotor surface. In an automotive torque converter, two rotors are faced with each other Openings are required so that a ribbed toroid results. For one proper function of the torque converter is the shape of the outer surfaces of the semi-toroidal Bowls important. For example, the tolerances of the material thickness of the semi-toroidal Shell for use in a motor vehicle torque converter in one Range between + - 5%. In the case of a toroidal shell with With a wall thickness of around 1 mm, deviations of + 0.05 mm must not be allowed exceed. Toroidal shells are made industrially by cutting or stamping a washer-shaped blank made from a flat plate. In addition is initially a considerable waste of material with a corresponding increase in costs to accept. The blank is then pressed into a semi-toroidal shell reshaped.

In der US-PS 38 51 517 wird ein Verfahren zum Herstellen halbtoroidaler Schalen aus ebenem Bandmaterial beschrieben, bei dem Abfall vermieden werden könnte; das Verfahren hat sich in der Praxis aber als unbrauchbar erwiesen. Bei ihm war vorgesehen, einen rechteckigen Blechrohling zu einem Zylinder zusammenzurollen und an der Naht zu verschweißen.In US-PS 38 51 517 a method for producing semi-toroidal Described trays made of flat strip material in which waste could be avoided; however, the process has proven to be unusable in practice. Was with him provided to roll a rectangular sheet metal blank into a cylinder and to be welded at the seam.

Das eine Ende des Zylinders sollte dann in ein Vorform-Gesenk gepreßt werden, um zunächst den Rand des Zylinders nach außen zu biegen bzw. aufzuweiten. Das aufgeweitete Ende des Zylinders sollte dann in ein zweites Gesenk, ein Bördel-Gesenk, mit einander gegenüberstehenden konkaven und konvexen, nach außen gekrümmten Formflächen gebracht werden, um den Zylinder unter Zug nach außen zu bördeln und damit eine halbtoroidale Schale zu bilden. Schließlich erhielt die Schale ihre endgültige Konfiguration im dritten Gesenk, einem Nachformgesenk.One end of the cylinder should then be pressed into a preform die in order to first bend or expand the edge of the cylinder outwards. The flared end of the cylinder should then be pushed into a second die, a flanging die, with opposing concave and convex, outwardly curved shaped surfaces be brought to flare the cylinder under tension to the outside and thus a to form semi-toroidal shell. Finally the shell received its final configuration in the third die, a post-forming die.

Bei dem Verfahren nach der US-PS 38 51 517 muß die Schweißung sorgfältig kontrolliert, planiert und geglättet werden, bevor die Schweißnaht der extremen Zugspannung beim Bördeln ausgesetzt werden kann. Trotzdem hat das bekannte Verfahren oft versagt, weil die Schweißung nicht gut genug war oder unter der Zugspannung beim Bördeln bzw. Rollen des Zylinders nach außen brach. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht auch darin, daß das Werkstück beim Bördeln von der konkaven Außenfläche des Gesenks weggezogen wird, so daß es schwierig ist, die kritischen äußeren Toleranzen der Schale einzustellen.In the process according to US Pat. No. 3,851,517, the weld must be carried out carefully controlled, leveled and smoothed before the weld of the extreme Tensile stress can be exposed during crimping. Nevertheless, the known method often fails because the weld was not good enough or under tension broke outwards when flanging or rolling the cylinder. Another disadvantage of the known method is also that the workpiece when flanging from the concave outer surface of the die is pulled away, so that it is difficult to find the critical adjust external tolerances of the shell.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen, ringkanalförmigen Schale mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt zu schaffen, bei dem ähnlich wie bei dem Verfahren nach der US-PS 38 51 517 von einer zu einem zylindrischen Ring zusammengebogenen, ebenen rechteckigen Platte ausgegangen wird, bei dem aber eine Zugbelastung der Verbindungslinie bzw. -naht des zylindrischen Rings vermieden wird und bei dem die äußeren Toleranzen der herzustellenden Schale mit der erforderlichen Genauigkeit einzustellen und zu kontrollieren sind. Die erfindungsgemäße Lösung besteht im wesentlichen darin, daß der zylindrische Ring durch Pressen in seiner Zylinderachsrichtung in eine halbtoroidale Ringhohlform radial nach innen umgebördelt bzw. gerollt wird. Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zeichnet sich durch eine an ihrem äußeren Umfang geöffnete Hohlform bestehend aus einem konkaven Mutterformteil, einem entsprechend konvexen Kernformteil mit im wesentlichen überall gleichem Abstand zum Mutterformteil und einem Preßstempel mit einer Ringschulter aus, die den gleichen Umfang wie das zylindrische Band und die Öffnung der Hohlform aufweist.The invention is based on the object of a method for manufacturing a thin-walled, annular channel-shaped shell with a substantially U-shaped cross section to create, in which similar to the method according to US-PS 38 51 517 of one bent to a cylindrical ring, flat rectangular Plate is assumed, but with a tensile load on the connecting line or -Seam of the cylindrical ring is avoided and in which the external tolerances adjust the shell to be produced with the required accuracy and to are controlling. The solution according to the invention consists essentially in that the cylindrical ring by pressing in its cylinder axis direction into a semi-toroidal Ring hollow shape is crimped or rolled radially inward. A device for Carrying out the method is characterized by an open on its outer periphery Hollow form consisting of a concave mother molding and a correspondingly convex one Core molding with essentially the same distance everywhere to the mother molding and a ram with an annular shoulder that has the same circumference as the cylindrical Has band and the opening of the hollow mold.

Durch das Rollen bzw. Bördeln des zylindrischen Bandes in Richtung radial nach innen werden die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme überwunden. Diese Verfahrensweise hat nämlich zunächst den Erfolg, daß die Verbindung, insbesondere Schweißnaht, beim Pressen nicht auf Zug sondern vielmehr auf Druck beansprucht wird. Es ist daher sogar möglich, eine halbtoroidale Schale erfindungsgemäß herzustellen, ohne die stoßenden Enden des Bandes vorher zu verschweißen. Die Längsnaht des Bandes kann vielmehr auf andere Weise als durch Schweißen verbunden oder sogar offenbleiben. Unerwartet stellte sich bei dem Verfahren heraus, daß in der Regel ein einziger Preßhub genügt, um die Schale fertigzustellen. Auf jeden Fall kann das früher erforderliche Vorformen zum Aufweiten eines Endes des Zylinders entfallen.By rolling or flanging the cylindrical tape in the direction of radially inwardly, the problems underlying the invention are overcome. This procedure has the first success that the connection, in particular Weld seam, when pressing, is not subjected to tension but rather to pressure. It is therefore even possible to manufacture a semi-toroidal shell according to the invention, without welding the abutting ends of the tape beforehand. The longitudinal seam of the tape may rather be joined by other means than welding, or even left open. Unexpectedly it turned out during the procedure that usually only one The pressing stroke is sufficient to complete the shell. In any case, the earlier required can be There is no need for preforms for expanding one end of the cylinder.

Bei dem Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen, halbtoroidalen Schale wird zunächst eine ebene, rechteckige Platte in ein zylindrisches Band, vorzugsweise mit aneinanderstoßenden freien Enden der Platte, umgeformt. Ein Ende des zylindrischen Bandes wird dann in ein Gesenk gepreßt, das eine glatt in einen nach innen gekrümmten halbtoroidalen Raum übergehende zylindrische Öffnung aufweist. Der halbtoroidale Raum wird zwischen einander gegenüberstehenden, konkaven und konvexen Formflächen aufgespannt. Der Durchmesser des zylindrischen Bandes wird gleich dem Nenndurchmesser der sich an der radial äußeren Peripherie der Formflächen befindlichen Einführöffnung des Gesenks gewählt. Beim Einpressen des zylindrischen Bandes in den toroidalen Raum zwischen den konkaven und konvexen Formflächen wird das Band progressiv unter Kompression in Umfangsrichtung gebördelt und paßt sich dadurch der Form des halbtoroidalen Hohlraums an. Da der Zylinder beim Formen nicht unter Zugkraft sondern unter Druckkraft in Umfangsrichtung steht, wird die kritische äußere Toroid-Fläche des Werkstücks selbsttätig exakt bzw. mit sehr enger Toleranz an die äußere konkave Formfläche angepaßt.In the process of making a thin-walled, semi-toroidal Shell is first a flat, rectangular plate in a cylindrical band, preferably with abutting free ends of the plate, reshaped. One end of the cylindrical The ribbon is then pressed into a die, one smooth into an inwardly curved one Having a semi-toroidal space passing through a cylindrical opening. The semi-toroidal Space is created between opposing, concave and convex shaped surfaces stretched. The diameter of the cylindrical belt is equal to the nominal diameter the insertion opening located on the radially outer periphery of the mold surfaces of the die chosen. When pressing the cylindrical band into the toroidal Space between the concave and convex mold surfaces will progressively take the tape Compression crimped in the circumferential direction and thereby adapts to the shape of the semi-toroidal Cavity. Since the cylinder is not under tensile force when it is formed, but under compressive force is in the circumferential direction, becomes the critical outer toroidal surface of the workpiece automatically exactly or with a very tight tolerance to the outer concave mold surface customized.

In einem bevorzugten Verfahren zum Herstellen einer toroidalen Schale, die für die Produktion hydraulischer Kupplungen oder Wandler, z.B. Kraftfahrzeug-Drehmomentwandler, geeignet ist, werden die aneinander stoßenden freien Enden des Bandes miteinander verschweißt. Die Schweißung wird bei dem progressiven Bördeln des Bandes in Richtung radial nach innen an der konkaven Umfangsfläche der Form entlanggeschleift und in Umfangsrichtung zusammengepreßt. Dadurch wird auch die äußere geschweißte Oberfläche exakt an die konkave äußere Formfläche angepaßt.In a preferred method of making a toroidal shell, those for the production of hydraulic clutches or converters, e.g. motor vehicle torque converters, is suitable, the abutting free ends of the tape with each other welded. The weld is progressively flared in the direction of dragged radially inward along the concave peripheral surface of the mold and in Compressed in the circumferential direction. This also creates the outer welded surface matched exactly to the concave outer shape surface.

Bei dem erfindungsgernäßen Verfahren bzw. in der Vorrictuturllr zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Naht, insbesondere Schweißnaht, keiner Zugspannung, sondern vielmehr einer Druckspannung ausgesetzt. Da eine Schweißnaht allgemein nicht ebenso fest bzw. rein ist wie das sie umgebende Metall, treten in der Praxis Brüche auf, wenn die Schweißstelle um mehr als etwa 20 % gedehnt wird. Eine Grenze für die Widerstandsfähigkeit einer Schweißnaht gegenüber kompressiven Kräften ist jedoch nicht bekannt.In the method according to the invention or in the Vorrictuturllr for Carrying out the method according to the invention, the seam, in particular the weld seam, not exposed to tensile stress, but rather to compressive stress. There is a weld is generally not as solid or pure as the surrounding metal In practice, breaks occur when the weld is stretched by more than about 20%. A limit for the resistance of a weld seam to compressive forces However, forces are not known.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die halbtoroidale Schale in einem einzigen Hub der Presse hergestellt werden.According to the method according to the invention, the semi-toroidal shell can be produced in a single stroke of the press.

Es kann sich jedoch ein Nachform-Schritt in einem entsprechenden Gesenk anschließen, wenn komplizierte Konfigurationen gewünscht werden.However, there can be a post-forming step in a corresponding die connect if complex configurations are required.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer halbtoroidalen Schale; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Bandes; Fig. 3 eine Seitenansicht eines Gesenks zu Beginn des Umformens des zylindrischen Bandes, teilweise im Schnitt, nach Fig. 2; Fig. 4 eine Seitenansicht eines Gesenks mit fast fertiggepreßter halbtoroidaler Schale, teilweise im Schnitt; Fig. 5 eine nachgeformte, haibtoroidale Schale; Fig. 6 eine Seitenansicht eines Nachform-Gesenks zum Herstellen der halbtorcidalen Schale nach Fig. 5, teilweise im Schnitt; Fig. 7 den Querschnitt der halbtoroidalen Schale nach Fig.Based on the schematic representation of exemplary embodiments further details of the invention explained. They show: FIG. 1 a perspective View of a semi-toroidal shell; Fig. 2 is a perspective view of a cylindrical Tape; Fig. 3 is a side view of a die at the beginning of the forming of the cylindrical Tape, partly in section, according to Fig. 2; Figure 4 is a side view of a die with almost completely pressed semi-toroidal shell, partly in section; Fig. 5 a reshaped, semi-toroidal shell; Fig. 6 is a side view of a Post-forming die for producing the semi-torcidal shell according to FIG. 5, partially on average; 7 shows the cross section of the semi-toroidal shell according to FIG.

1; und Fig. 8 den Querschnitt der halbtoroidalen Schale nach Fig. 1; and FIG. 8 shows the cross section of the semi-toroidal shell according to FIG.

5. 5.

In Fig. 1 wird ein erfindungsgemäß herzustellender dünnwandiger Ringkanal bzw. eine halbtoroidale Schale 20 dargestellt. Die Schale besteht aus einer im wesentlichen zylindrischen Außenwand 22, einem U-förmigen Mittelteil 24 und einer Innenwand 26; sie wird aus einem in Fig. 2 dargestellten zylindrischen Band 30 hergestellt. Das zylindrische Band 30 kann aus einem ebenen, rechteckigen Streifen durch Rollen und Schweißen bei 28 gebildet werden. Die Schweißnaht 28 wird auch in Fig. 1 dargestellt. Ein Verfahren zum Herstellen des zylindrischen Bandes 30 nach Fig. 2 wird in der US-PS 38 51 517 beschrieben.1 shows a thin-walled annular channel to be produced according to the invention or a semi-toroidal shell 20 is shown. The shell consists of an essentially cylindrical outer wall 22, a U-shaped central part 24 and an inner wall 26; it is made from a cylindrical belt 30 shown in FIG. That cylindrical tape 30 can consist of a flat, rectangular strip by rolling and Welding to be formed at 28. The weld seam 28 is also shown in FIG. 1. A method of making the cylindrical belt 30 of FIG. 2 is shown in FIG US-PS 38 51 517 described.

Die halbtoroidale Schale 20 nach Fig. 1 kann mit Hilfe der Gesenkanordnung 34 nach Fig. 3 und 4 hergestellt werden.The semi-toroidal shell 20 of FIG. 1 can, with the aid of the die assembly 34 according to FIGS. 3 and 4 can be produced.

Zu der Gesenkanordnung 34 gehört ein ringförmiger, zylindrischer Preßstempel 36, der in einer zylindrischen Bohrung 40 eines Futters 38 aufgenommen wird. Das Futter 38 enthält eine konische Senkbohrung 42, die das zylindrische Band 30 aufnimmt, wenn der Preßstempel 36 über die Position nach Fig. 3 angehoben wird. Der Preßstempel 36 besitzt eine ringförmige Schulter 44 und einen Ansatz 46, die bei Betrieb mit einem Ende des durch das Band 30 gebildeten Zylinders in Eingriff kommen.The die assembly 34 includes an annular, cylindrical ram 36, which is received in a cylindrical bore 40 of a chuck 38. That Chuck 38 includes a countersunk conical bore 42 which receives the cylindrical band 30, when the ram 36 is raised above the position shown in FIG. The ram 36 has an annular shoulder 44 and a shoulder 46 which, when operated with one end of the cylinder formed by the belt 30 into engagement.

Das zylindrische Band 30 wird von einem zur Gesenkanordnung ;34 getlörigen Bördelwerkzeug 50 aufgenommen. Das Bördelwerkzeug 50 besteht aus einem als zylindrische Umfangsfläche 52 ausgebildeten Einlaufteil. Das Einlaufteil besitzt denselben Umfang wie der aus dem Band 30 gebildete Zylinder und nimmt das Band zunächst auf. Die zylindrische Umfangsfläche 52 geht innerhalb des Bördelwerkzeugs 50 in eine konkave Umfangsfläche 54 über, die schließlich an einer zylindrischen Bohrung 56 endet. Von dem Mutterformteil des Bördelwerkzeugs 50 wird eine ringförmige Formsäule 60 als Kernformteil aufgenommen. Die Formsäule 60 besitzt eine der zylindrischen Umfangsfläche 52 des Mutterformteils entsprechende zylindrische Außenfläche 62 sowie eine konvexe Außenfläche 64, die der konkaven Umfangsfläche 54 des Bördelwerkzeugs 50 zugeordnet ist. Zwischen dem Mutterformteil bzw. dem Bördelwerkzeug 50 und dem Kernformteil bzw. der Formsäule 60 wird ein U-förmiger Ringraum aufgespannt, in den das zu der Zylinderform zusammengebogene Band 30 wie unten beschrieben eingeführt wird.The cylindrical band 30 is pinned to the die assembly; 34 Flaring tool 50 added. The crimping tool 50 consists of a cylindrical Circumferential surface 52 trained inlet part. The inlet part has the same circumference as the cylinder formed from the band 30 and takes the band first on. The cylindrical peripheral surface 52 goes inside the crimping tool 50 in FIG over a concave circumferential surface 54, which ultimately attaches to a cylindrical bore 56 ends. An annular shaped column is formed from the mother molding of the crimping tool 50 60 added as a core molding. The shaped column 60 has one of the cylindrical ones Cylindrical outer surface 62 as well as corresponding to circumferential surface 52 of the mother molding a convex outer surface 64 that corresponds to the concave peripheral surface 54 of the crimping tool 50 is assigned. Between the mother molding or the crimping tool 50 and the A U-shaped annular space is spanned into the core molding or the molding column 60, in the tape 30 bent into the cylindrical shape is inserted as described below will.

Zu der Gesenkanordnung 34 gehören auch eine statische, zylindrische Mittelsäule 66, eine Federunterlagen 68 und mehrere Spiralfedern 70, die gegen einen zylindrischen Einsatz 58 der Formsäule 60 vorgespannt werden. Der ringförmige Preßstempel 36 wird teleskopisch auf einer zylindrischen Außenfläche einer zentralen Führungssäule 72 geführt. Der Preßstempel 36 besitzt einen konischen Bund 74, gegen den Gesenkbolzen 76 abgestützt werden. Die Gesenkbolzen 76 werden mit der oberen Gesenkbacke verschraubt oder auf andere Weise verbunden (nicht gezeichnet). Im gezeichneten Ausführungsbeispiel werden vier Gesenkbolzen 76 und vier Spiralfedern 70 vorgesehen. In der Zeichnung wird allerdings nur die Hälfte der Gesenkanordnung dargestellt. Zur Gesenkanordnung 34 gehören außerdem eine untere Gesenkbacke, die das Bördelwerkzeug 50 auf einer üblichen Aufspannplatte trägt (nicht gezeichnet). Wegen der Einzelheiten wird z.B. auf die oben genannte US-PS 38 51 517 verwiesen.The die assembly 34 also includes a static, cylindrical one Center column 66, a spring washers 68 and several coil springs 70, which against a cylindrical insert 58 of the shaped column 60 are biased. The ring-shaped press ram 36 telescopes on an outer cylindrical surface of a central guide column 72 led. The ram 36 has a conical collar 74 against the die bolt 76 are supported. The die bolts 76 are screwed to the upper die or connected in some other way (not shown). In the illustrated embodiment four die bolts 76 and four coil springs 70 are provided. In the drawing however, only half of the die arrangement is shown. For die arrangement 34 also includes a lower die that the crimping tool 50 on a usual clamping plate carries (not shown). For the details, e.g. referred to the above-mentioned US-PS 38 51 517.

Zum erfindungsgemäßen Verfahren gehören somit das Herstellen eines Zylinders nach Fig. 2 aus einem ebenen, streifenförmigen Ausgansmaterial und gegebenenfalls das Schweißen der freien Längsenden des Streifens bei 28. Wie gesagt, können die freien Enden aber auch auf andere Weise als durch eine Schweißnaht, z.B. durch WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen), durch Punktschweißen, verbunden werden. Tatsächlich kann das Band auch ohne Verbindung der freien Stoßenden in einen U-förmigen Ringkanal umgeformt werden, weil beim erfindungsgemäßen Verfahren die Längsenden des Bandes während des Pressens gegeneinander gedrückt werden.The method according to the invention thus includes the production of a Cylinder according to FIG. 2 made of a flat, strip-shaped starting material and optionally welding the free longitudinal ends of the strip at 28. As I said, the free ends but also in a way other than a weld seam, e.g. by TIG welding (Tungsten inert gas welding) by spot welding. Indeed the tape can also be made into a U-shaped ring channel without connecting the free joint ends be reshaped because in the method according to the invention, the longitudinal ends of the tape pressed against each other during pressing.

Nach dem Zusammenbiegen des Bandes 30 zu einem zylindrischen Ring wird dieser mit einem Ende voran, d.h. in seiner Zylinderachsrichtung, in den zwischen dem als Mutterform dienenden Bördelwerkzeug 50 und der als Kernform dienenden Formsäule 60 gebildeten halbtoroidalen Raum gedrückt. Vorzugsweise wird eine zwischen den zylindrischen Flächen 52 und 62 definierte zylindrische Eingangsöffnung des halbtoroidalen Hohlraums vorgesehen. Gemäß der Zeichnung kann der zylindrische Eingangsteil glatt in den zwischen den konkaven und konvexen Flächen 54 und 64 gebildeten halbtoroidalen Raum übergehen. Der Nenndurchmesser des aus dem Band 30 gebildeten Zylinders wird gleich dem Nenndurchmesser der zylindrischen Öffnung zwischen Bördelwerkzeug 50 und Formsaule 60 gewählt.After bending the band 30 into a cylindrical ring If this is done with one end first, i.e. in its cylinder axis direction, in the between the flanging tool 50 serving as the mother mold and the molding column serving as the core mold 60 formed semi-toroidal space pressed. Preferably one between the cylindrical surfaces 52 and 62 defined cylindrical entrance opening of the semi-toroidal Provided cavity. According to the drawing, the cylindrical entrance part can be smooth in the semi-toroidals formed between the concave and convex surfaces 54 and 64 Pass over space. The nominal diameter of the cylinder formed from the band 30 becomes equal to the nominal diameter of the cylindrical opening between the crimping tool 50 and form column 60 selected.

Mit dem rückwärtigen Ende des Zylinders kommt die ringförmige Schulter 44 des Preßstempels 46 in Eingriff. Durch Absenken des Preßstempels 36 wird das zylindrische Band gemäß Fig. 3 nach unten gepreßt. Beim Vorschub wird das Band 30 zwischen der konkaven Umfangsfläche 54 und der konkaven Außenfläche 64 progressiv radial nach innen gebördelt; zugleich werden das zylindrische Band und dessen Schweißnaht 28 zunehmend in Umfangsrichtung zusammengepreßt. Fig. 4 zeigt die Stellung der Gesenkanordnung 34 kurz vor Abschluß des Preßvorgangs. Ersichtlich wird die halbtoroidale Schale 20 mit einem einzigen Hub der Presse fertiggeformt. Ein Vorformen oder dergleichen, z.B. gemäß US-PS 38 51 517, ist nicht erforderlich.With the rear end of the cylinder comes the annular shoulder 44 of the ram 46 in engagement. By lowering the ram 36 is the cylindrical band as shown in FIG. 3 pressed downwards. During the advance, the belt becomes 30 progressively between the concave peripheral surface 54 and the concave outer surface 64 crimped radially inwards; at the same time become the cylindrical band and its weld seam 28 increasingly compressed in the circumferential direction. Fig. 4 shows the position of the die assembly 34 shortly before completion of the pressing process. Obvious the semi-toroidal shell 20 is fully formed with a single stroke of the press. Preforming or the like, for example, according to US Pat. No. 3,851,517, is not required.

Die Materialkosten beim erfindungsgemäßen Verfahren liegen um etwa 50 % niedriger als bei dem Verfahren zum Herstellen einer halbtoroidalen Schale, das von einem die Form einer Unterlagscheibe aufweisenden Rohling ausgeht. Die äußere Oberfläche der halbtoroidalen Schale stimmt genau mit der konkaven Umfangsfläche 54 des Bördelwerkzeugs 50 überein, da das Band 30 in radialer Richtung nach innen gebördelt wird. Wichtig ist auch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Schweißnaht 58 komprimiert wird, so daß durch Zugkräfte bedingte Brüche nicht auftreten. Die äußere Oberfläche der Schweißnaht 58 wird auch an der konkaven Oberfläche 54 entlanggestreift und damit deren Form exakt angepaßt. Weil das Band bei dem Umform-Vorgang unter Druck und nicht unter Zug steht, hat es - anders als bei bekannten Verfahren - nicht das Bestreben, sich von den äußeren Formflächen abzuheben; die kritische äußere Oberfläche der herzustellenden Schale kann daher innerhalb der gewiinscEI-ten Toleranz eingestellt werden.The material costs in the method according to the invention are around 50% lower than the method of making a semi-toroidal shell, which starts from a blank having the shape of a washer. The outer The surface of the semi-toroidal shell exactly matches the concave peripheral surface 54 of the crimping tool 50 coincide, since the band 30 in the radial direction inwards is crimped. It is also important that the weld seam in the method according to the invention 58 is compressed so that breaks caused by tensile forces do not occur. the The outer surface of the weld seam 58 is also brushed along the concave surface 54 and thus their shape adapted exactly. Because the band is under during the forming process It has no pressure and is not under tension - unlike with known processes the striving to stand out from the outer mold surfaces; the critical outer The surface of the shell to be produced can therefore be within the specified tolerance can be set.

Je nach vorgesehener Anwendung kann die halbtoroidale Schale in einem nachfolgenden Verfahrensschritt weiter umgeformt werden. Beispielsweise ein Laufrad einer Flüssigkeitskupplung bzw. eines Wandlers für ein Kraftfahrzeug benötigt eine innere zylindrische Oberfläche zur Aufnahme einer Achse. Eine solche ringförmige Schale 80 gemäß Fig. 5 kann mit Hilfe des Nachformgesenks gemäß Fig. 6 hergestellt werden. Die ringförmige Schale 80 nach Fig. 5 besitzt eine innere Zylinderwand 82 und einen äußeren halbtoroidalen Rand 84.Depending on the intended application, the semi-toroidal shell can be used in one subsequent process step can be further formed. For example an impeller a fluid coupling or a converter for a motor vehicle requires a inner cylindrical surface for receiving an axle. Such an annular Shell 80 according to FIG. 5 can be produced with the aid of the post-forming die according to FIG. 6 will. The annular shell 80 of FIG. 5 has an inner cylinder wall 82 and a outer semi-toroidal margin 84.

Zu dem Nachformgesenk nach Fig. 6 gehört eine dem Bördelwerkzeug 50 gemäß Fig. 3 und 4 entsprechende Mutterform 86.One of the flanging tool 50 belongs to the post-forming die according to FIG. 6 corresponding mother mold 86 according to FIGS. 3 and 4.

Diese besitzt eine konkave Umfläche 88 mit darin aufgenommener, statischer zylindrischer Mittelsäule 92. Die zugehörige Formsäule 94 besitzt eine konvexe Ringfläche 96 und eine Zylinderfläche 98. Wie oben in Verbindung mit den Fig.This has a concave peripheral surface 88 with a static one received therein cylindrical central column 92. The associated shaped column 94 has a convex annular surface 96 and a cylinder surface 98. As above in connection with Figs.

3 und 4 angegeben, werden die Mutterform 86 und die Formssiule 94 so .c;c, auf Abstand gesetzt, daß sie zwischen sich einerl halbLoroidalen Hohl raum begrenzen. Die ringförmige Schale 80 wird mit Hilfe der Formwerkzeuge und Preßteile des Gesenks nach Fig. 6 hergestellt.3 and 4, the parent mold 86 and the mold column 94 are shown so .c; c, set at a distance that they have a semi-loroidal cavity between them limit. The annular shell 80 is made with the aid of the molds and pressings of the die according to FIG. 6.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel des Nachformgesenks nach Fig. 6 wird die Schale 80 mit Hilfe eines äußeren Halterings 100 am Kopf von dessen ringförmiger Schulter 102 und eines inneren Halterings 104 am Kopf von dessen ringförmiger Schulter 106 festgehalten. Zum Herstellen der endgültigen Konfiguration der halbtoroidalen Schale 80 nach Fig. 5 wird eine halbtoroidale Schale 20 nach Fig. 1 in die Mutterform 86 von Fig. 6 eingesetzt, und die Formsäule 94 sowie die Halteringe 100 und 104 werden in Richtung auf die Mutterorm abgesenkt. Die dabei eintretende Formänderung der Schale wird am besten am Vergleich der Fig. 7 und 8 deutlich. Fig. 7 zeigt eine Querschnittdarstellung der halbtoroidalen Schale 20 nach Fig. 1, Fig. 8 einen Querschnitt der halbtoroidalen Schale 80 nach Fig. 5. Durch die Wirkung des Nachformgesenks wird die Schale an der äußeren Peripherie in radialer Richtung zum Herstellen einer kontinuierlichen äußeren halbtoroidalen Form 84 gemäß Fig.8 aufgeweitet. Zugleich wird die Innenwand 26 gemäß Fig. 1 in eine zylinderförmige Wand 82 gemäß Fig. 8 umgeformt.In the described embodiment of the post-forming die according to FIG. 6, the shell 80 becomes more annular with the aid of an outer retaining ring 100 on the head of the latter Shoulder 102 and an inner retaining ring 104 on the head of its annular shoulder 106 held. To create the final configuration of the semi-toroidal Shell 80 according to FIG. 5 is a semi-toroidal shell 20 according to FIG. 1 in the mother mold 86 of FIG. 6 is inserted, and the shaped column 94 and the retaining rings 100 and 104 are lowered towards the parent norm. The resulting change in shape the shell is best seen by comparing FIGS. 7 and 8. Fig. 7 shows a Cross-sectional view of the semi-toroidal shell 20 according to FIG. 1, FIG. 8 shows a cross-section of the semi-toroidal shell 80 according to FIG. 5. By the action of the post-forming die the shell on the outer periphery in the radial direction to produce a widened continuous outer semi-toroidal shape 84 as shown in FIG. Simultaneously the inner wall 26 according to FIG. 1 is converted into a cylindrical wall 82 according to FIG. 8 reshaped.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. in der erfindungsgemäßen Vorrichtung können ringförmige Schalen mit U-förmigem Querschnitt je nach den Erfordernissen der Anwendung aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Laufrad für einen Kraftfahrzeug-Drehmomentwandler aus 1010 oder 1018 Stahlblech mit einer Dicke von beispielsweise 1 mm geformt werden. Beim Pressen der Grundform nach Fig. 3 und 4 wird die Schweißnaht 28 - wie gesagt - zusammengepreßt. In dem Nachformgesenk nach Fig. 6 wird die Außenwand 22 der Schale 20 jedoch gedehnt. Dic entsprechende Expansion beträgt aber weniger als 10 %, so daß ein Bruch der Schweißnaht ausgeschlossen ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also auf das zu einem Zylinder geformte Band bzw. die Wandungen der daraus hergestellten Schale auch beim eventuellen Nachformen keine Zugspannungen ausgeübt, die im Herstellungsgang zu einem Bruch der Schweißnaht führen könnten.According to the method according to the invention or in the according to the invention Device can be annular shells with a U-shaped cross-section depending on the requirements the application can be made of different materials. For example, can an impeller for a motor vehicle torque converter made of 1010 or 1018 sheet steel be molded with a thickness of, for example, 1 mm. When pressing the basic shape According to FIGS. 3 and 4, the weld seam 28 is - as I said - pressed together. By doing Post-forming die according to FIG. 6, however, the outer wall 22 of the shell 20 is stretched. Dic however, the corresponding expansion is less than 10%, so that the weld seam breaks is excluded. In the case of the method according to the invention, this becomes one Cylinder-shaped band or the walls of the shell made from it, also when possible post-forming no tensile stresses exerted in the manufacturing process break the weld.

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Claims (8)

"Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen, ringkanalförmigen Schale und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens" Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen, ringkanalförmigen, insbesondere halbtoroidalen, Schale (20) mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt aus einer zu einem zylindrischen Ring (30) zusammengebogenen, ebenen, rechteckigen Platte, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (30) durch Pressen in Zylinderachsrichtung in einer halbtoroidalen Ringhohlform (34) radial nach innen umgebördelt bzw. gerollt wird. "Method for producing a thin-walled, annular-channel-shaped shell and device for performing the method "claims: 1. Method for Production of a thin-walled, ring-channel-shaped, in particular semi-toroidal, shell (20) with a substantially U-shaped cross-section from one to a cylindrical Ring (30) bent, flat, rectangular plate, characterized in that that the ring (30) by pressing in the cylinder axis direction in a semi-toroidal Hollow ring shape (34) is crimped or rolled radially inward. 2. Verfahren zum Herstellen einer dünnwandigen, ringkanalförmigen, insbesondere halbtoroidalen, Schale (20) im wesentlichen U-förmigen Querschnitts aus einer ebenen, rechteckigen Platte mit freien Längsenden und freien Längsrändern, bei dem ein zylindrisches Band (30) mit oberem und unterem Rand entsprechend dem oberen und unteren Längsrand der Platte durch Zusammenlegen auf Stoß, insbesondere Verbinden, der freien Plattenlängsenden gebildet wird, gekennzeichnet durch Pressen des einen Randes des Bandes (30) durch Druckbeaufschlagung vom anderen Bandrand her in einen halbtoroidalen Raum zwischen Formteilen (50, 60) miteinander gegenüberliegenden konkaven bzw. konvexen, festen Formflächen (54, 64) im wesentlichen überall gleichen Abstands und einer Einführöffnung mit einem dem Nenndurchrnesser des zylindrischen Bandes (30) gleichen Durchmesser am radial äußeren Umfang des halbtoroidalen Raums; und durch progressives Bördeln bzw. Rollen des Bandes (30) in Richtung radial nach innen zwischen der konkaven und der konvexen Fläche (54, 64) sowie Komprimieren des Bandes und der Stoßverbindung (28) durch Einpressen des Bandes in den halbtoroidalen Raum.2. Method for producing a thin-walled, ring-channel-shaped, in particular semi-toroidal, shell (20) essentially U-shaped cross-section from a flat, rectangular plate with free longitudinal ends and free longitudinal edges, in which a cylindrical band (30) with upper and lower edges corresponding to the upper and lower longitudinal edge of the plate by collapsing, in particular Joining that is formed by free longitudinal ends of the panel, characterized by pressing one edge of the tape (30) by applying pressure from the other tape edge into a semi-toroidal space between molded parts (50, 60) with one another opposing concave or convex, solid form surfaces (54, 64) essentially everywhere the same distance and an insertion opening with a nominal diameter of the cylindrical belt (30) the same diameter on the radially outer circumference of the semi-toroidal space; and by progressive flanging or rolling of the tape (30) in the radially inward direction between the concave and convex surface (54, 64) as well as compressing the tape and the butt joint (28) by pressing in the Band into the semi-toroidal space. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßenden Längsenden des zylindrischen Bandes (30) miteinander verschweißt werden, und daß die Schweißnaht (28) durch Abstreifen oder dergleichen und Stauchen an der konkaven Umfläche (54) des halbtoroidalen Raums an die konkave Form angepaßt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the butting longitudinal ends of the cylindrical band (30) are welded together, and that the weld seam (28) by stripping or the like and upsetting on the concave surface (54) of the semi-toroidal space is adapted to the concave shape. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Band (30) in eine mit einem zylindrischen Teil (52) des Durchmessers des zylindrischen Bandes (30) beginnenden und stetig in den halbtoroidalen Raum übergehenden Hohlform gepreßt wird.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the cylindrical belt (30) in one with a cylindrical part (52) of the diameter of the cylindrical belt (30) beginning and steadily in the semi-toroidal space passing hollow shape is pressed. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringkanalförmige, insbesondere halbtoroidale, Schale (80) zwischen einander gegenüberliegenden Formteilen (86, 94) auf ihrem Außenumfang um weniger als 10 % innerhalb des Zugtoleranzbereichs der Stoßverbindung (28) aufgeweitet und auf dem Innenumfang in eine Zylinderwand umgeformt wird (Fig. 6).5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the annular channel-shaped, in particular semi-toroidal, shell (80) between opposing molded parts (86, 94) on their outer circumference expanded less than 10% within the tensile tolerance range of the butt joint (28) and is formed on the inner circumference into a cylinder wall (Fig. 6). 6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Hohlform (34) mit ringförmiger Öffnung an der äußeren Peripherie, bestehend aus einem konkaven Mutterformteil (so), einem entsprechend konvexen Kernformteil (60) mit im wesentlichen überall gleichem Abstand zum Mutterformteil und einem eine Ringschulter (44) mit dem Umfang des zylindrischen Bandes (30) sowie der Öffnung der Hohlform (34) aufweisenden Preßstempel (36).6. Device for performing the method according to one or more of claims 1 to 5, characterized by a hollow shape (34) with an annular Opening on the outer periphery, consisting of a concave nut molding (see above), a correspondingly convex shaped core part (60) with essentially the same everywhere Distance to the mother molding and an annular shoulder (44) with the circumference of the cylindrical Band (30) and the opening of the hollow mold (34) having the press ram (36). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlform (34) einen sich an die Einlaßöffnung anschließenden, stetig in den halbtoroidalen Bereich übergehenden zylindrischen Bereich (52) enthält.7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the hollow shape (34) one adjoining the inlet opening, steadily in the semi-toroidal one Contains area transitioning cylindrical area (52). 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der halbtoroidale Bereich an der inneren Peripherie der Hohlform stetig in eine Zylinderform übergeht.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the semi-toroidal area on the inner periphery of the hollow shape continuously into a Cylindrical shape merges.