DE3917925A1 - Verfahren zur herstellung einer asymmetrischen riemenscheibe aus einer metallronde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren der genannten Art ist aus der EP-A 02 04 032 bekannt. Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, daß eine Ronde in ihrem Umfangsbereich angestaucht, der Umfangsbereich gespalten, der Spaltbereich aufgeweitet und gegebenenfalls nochmals gestaucht und nachfolgend profiliert wird. Für die Herstellung asymmetrischer Rie­ menscheiben ist hier vorgesehen, daß das Spalten des ge­ stauchten Umfangsbereiches außermittig derart erfolgt, daß die beiden durch das Spalten entstehenden Kränze unterschiedliche Wandstärken aufweisen.

Als nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren anzu­ sehen, daß in fertigungstechnischer Hinsicht das asymme­ trische Spalten wegen der dabei an der Ronde auftreten­ den ungleichen Kräfte problematisch ist. Diese unglei­ chen Kräfte können leicht dazu führen, daß die durch das Spalten entstehenden Kränze des Umfangsbereiches der Ronde ungleiche Gefügeeigenschaften und damit ungleich­ mäßige Festigkeitseigenschaften erhalten, was für die weitere Bearbeitung und für die Haltbarkeit des Fertig­ produktes ungünstig ist.

Es stellt sich daher die Aufgabe, Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchen eine asymmetrische Riemenscheibe mit gleichmäßigen Festigkeitseigenschaften problemlos und mit vermindertem Aufwand herstellbar ist.

Die erste Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches da­ durch gekennzeichnet ist, daß das Anstauchen des Um­ fangsbereiches der Ronde relativ zum Nabenbereich asym­ metrisch erfolgt. Eine zweite, alternative Lösung der­ selben Aufgabe sieht vor, daß das Anstauchen des Umfangsbereiches der Ronde relativ zum Nabenbereich der Ronde symmetrisch erfolgt und daß dieser angestauchte Umfangsbereich durch Umlegen in Axialrichtung der Ronde in eine asymmetrische Form gebracht wird.

Bei den neuen Verfahren wird der Schritt bzw. werden die beiden aufeinanderfolgenden Schritte zur Erzeugung der erforderlichen Asymmetrie der Materialverteilung des Um­ fangsbereiches der Ronde an den Anfang der Bearbeitung verlegt. Außerdem wird hier der aufwendige und problema­ tische asymmetrische Spaltvorgang entbehrlich, wodurch der Verfahrensablauf wesentlich vereinfacht wird. Das Materialgefüge im Umfangsbereich der Ronde bleibt hier außerdem wesentlich gleichmäßiger, da der asvmmetrisch angestauchte Umfangsbereich trotz seiner Asymmetrie stets eine kompakte Form mit relativ großen Materialstär­ ken aufweist und so auf vergleichsweise einfache Art und Weise weiterbearbeitbar ist. Schwächungen des Gefüges durch übermäßige Beanspruchung des Materials während des Umformens sind hier also praktisch ausgeschlossen, was der Qualität, insbesondere der Belastbarkeit und der Dauerhaltbarkeit, des Fertigproduktes zugute kommt.

Eine Weiterbildung des erstgenannten neuen Verfahrens sieht vor, daß das Anstauchen in mehreren, eine zuneh­ mende Asymmetrie der Materialverteilung des Umfangsbe­ reiches der Ronde relativ zur Nabe erzeugenden Stufen erfolgt. Analog ist für das zweitgenannte neue Verfahren vorgesehen, daß das Anstauchen und/oder das Umlegen in mehreren Stufen erfolgt. Hiermit wird bei beiden Verfah­ ren erreicht, daß das Material der Ronde und auch die maschinellen Mittel zur Durchführung des Verfahrens weniger stark beansprucht werden.

Für beide Verfahren ist schließlich noch vorgesehen, daß nach dem Anstauchen und ggf. Umlegen des Umfangsberei­ ches dieser in Annäherung an die für die Endprofilierung optimale Materialverteilung asymmetrisch abgeflacht wird. Hiermit wird die Möglichkeit geschaffen, auch noch den Bearbeitungsschritt des Abflachens für die Material­ verteilung des Umfangsbereiches in die gewünschte asym­ metrische Form heranzuziehen. Hierdurch wird eine noch weitergehende Materialschonung erreicht. Zugleich kann beim Abflachen auch schon die Außenfläche des Umfangsbe­ reiches der Ronde für das abschließend einzubringende Endprofil vorbereitet, d.h. insbesondere vorprofiliert werden.

Das abschließende Endprofilieren kann auf bekannte Art und Weise erfolgen, wobei das fertige Produkt z.B. eine Flachriemenscheibe, eine Keilriemenscheibe, eine Zahn­ riemenscheibe oder eine Poly-V-Riemenscheibe sein kann.

Der Ablauf der neuen Verfahren wird im folgenden anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert.

Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a und 1b jeweils eine Ronde vor der Bearbeitung ihres Umfangsbereiches mit einem ersten Umform­ werkzeug,

Fig. 2 die Ronde aus Fig. 1b nach einem symmetrischen Anstauchen des Umfangsbereiches mit dem ersten Umformwerkzeug,

Fig. 3a die Ronde aus Fig. 1a nach einem asymmetri­ schen Anstauchen des Umfangsbereiches,

Fig. 3b die Ronde aus Fig. 2 nach einem Umlegen des Umfangsbereiches,

Fig. 4a und 4b die Ronde aus Fig. 3a bzw. 3b nach einem Abflachen des Umfangsbereiches,

Fig. 5 die Ronde aus Fig. 4a und 4b nach einem Vor­ profilieren und

Fig. 6 die Ronde aus Fig. 5 nach dem Endprofilieren.

Sämtliche Figuren der Zeichnung zeigen eine Metallronde 1, die zwischen den Backen 21 und 22 eines Spannfutters fest eingespannt ist. Die Spannbacken 21 und 22 sind zusammen mit der Ronde 1 um eine senkrecht zur Ronden­ ebene, d.h. in der Zeichnungsebene verlaufende Achse drehbar. In den Figuren der Zeichnung sind die Spann­ backen 21 und 22 sowie die Ronde 1 jeweils im Teilquer­ schnitt dargestellt. Weiterhin enthält ein Teil der Figuren der Zeichnung jeweils oberhalb der Ronde 1 ein Umformwerkzeug, das hier jeweils eine Rolle mit unter­ schiedlicher Konturierung ist. Diese Rollen sind jeweils ebenfalls um eine in der Zeichnungsebene parallel zu der Drehachse der Spannbacken 21 und 22 verlaufende Dreh­ aches drehbar und außerdem in der Zeichnungsebene in Richtung zur Ronde 1 hin zustellbar.

Weiterhin ist zu den Figuren der Zeichnung anzumerken, daß die Fig. 1a, 3a, 4a, 5 und 6 in Ablaufbeispiel für das Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 und die Fig. 1b, 2, 3b, 4b, 5 und 6 ein Ablaufbeispiel für das Verfahren gemäß dem Patentanspruch 3 darstellen. Einander im Verfahrensablauf entsprechende Bearbeitungs­ schritte sind dabei unmittelbar übereinander darge­ stellt; die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ver­ fahrensschritte sind beiden Verfahren qemeinsam.

In den Fig. 1a und 1b ist die Ronde 1 in einem Zu­ stand zu Beginn des Verfahrens dargestellt, in welchem die Ronde 1 noch unverformt ist. Die Ronde 1 ist als flache Scheibe mit einem zentralen Nabenbereich 10 und einem radial äußeren Umfangsbereich 11 ausgebildet. Im zentralen Teil des Nabenbereiches 10 ist eine Durchbre­ chung vorgesehen, die z.B. zur späteren Aufnahme einer Montageachse dient.

Im oberen Teil der Fig. 1a ist ein erstes Umformwerk­ zeug dargestellt, welches hier eine Anstauchrolle 31 ist, die eine unsymmetrische Außenkontur aufweist. In Fig. 1b ist im Unterschied dazu die dort dargestellte Anstauchrolle 31′ mit einer symmetrischen Außenkontur ausgebildet. In der Fig. 3a ist der Umfangsbereich 11 der Ronde 1 nach Bearbeitung durch die Anstauchrolle 31 asymmetrisch angestaucht, d.h. relativ zum Nabenteil 10 der Ronde 1 liegt eine asymmetrische Materialverteilung im Umfangsbereich 11 vor.

Die Ronde aus Fig. 1b ist in Fig. 2 nach dem ersten Umformen durch die Anstauchrolle 31′ dargestellt, wobei hier der Umfangsbereich 11 der Ronde 1 eine symmetrische Materialverteilung aufweist. Diese symmetrische Material­ verteilung des Umfangsbereiches 11 wird mittels der in Fig. 2 dargestellten Umlegerolle 32 zu einer asymmetri­ schen Materialverteilung umgeformt, wobei in Fig. 3b das Ergebnis dieses Umformschrittes dargestellt ist. Die Ronde 1 in Fig. 3b hat damit in ihrem Umfangsbereich 11 eine Materialverteilung, die im wesentlichen der in Fig. 3a für das erste Verfahren dargestellten Materialver­ teilung entspricht.

Die weitere Umformung des Umfangsbereiches 11 erfolgt in beiden Verfahren mittels je eines weiteren Umformwerkzeu­ ges, wobei diese hier jeweils eine Abflachrolle 33 bzw. 33′ ist. Der Unterschied zwischen den Abflachrollen 33 und 33′ besteht hier lediglich darin, daß mit der Ab­ flachrolle 33, wie sie Fig. 3a zeigt, eine stärkere Ab­ flachung bewirkt wird als mit der Abflachrolle 33′ gemäß Fig. 3b.

In den Fig. 4a und 4b ist die Ronde 1 jeweils nach dem Abflachen durch die Abflachrolle 33 bzw. 33′ darge­ stellt. Wie aus den Fig. 4a und 4b ersichtlich ist, ist der Umfangsbereich 11 bei der Ronde 1 gemäß Fig. 4a etwas stärker abgeflacht als bei der Ronde 1 gemäß Fig. 4b. Dieser unterschiedliche Abflachungsgrad hat jedoch für die weitere Bearbeitung keine große Bedeutung.

In Fig. 4a ist weiterhin als nächstes Umformwerkzeug eine Vorprofilierrolle 34 dargestellt, die sowohl für die weitere Bearbeitung des Umfangsbereiches 11 der Ronde 1 nach Fig. 4a als auch nach Fig. 4b zur Verwen­ dung kommt.

Das Ergebnis dieses weiteren Umformschrittes zeigt die Fig. 5 für beide Verfahren, wobei hier bereits der Um­ fangsbereich 11 der Ronde 1 zur Erzielung einer optima­ len Materialverteilung für das einzubringende Endprofil vorprofiliert ist. Bei dem hier dargestellten Beispiel besitzt der Umfangsbereich 11 der Ronde 1 nach dem Vor­ profilieren an den äußeren Seitenrändern der Außenfläche des Umfangsbereiches 11 zwei nach außen vorragende Sei­ tenstege sowie sich hieran nach innen unmittelbar an­ schließende, parallel umlaufende Nuten.

Das Endprofilieren der Ronde 1 zur fertigen Riemenschei­ be, hier eine Poly-V-Riemenscheibe 1′, erfolgt mit einer als letztes Umformwerkzeug eingesetzten Endprofilier­ rolle 35, die im oberen Teil der Fig. 5 dargestellt ist. Das fertige Produkt des Verfahrens, die endprofi­ lierte Poly-V-Riemenscheibe 1′, ist schließlich in Fig. 6 dargestellt. Wie Fig. 6 deutlich zeigt, handelt es sich hier um eine asymmetrische Riemenscheibe 1′, d.h. daß der Nabenteil 10 außermittig zum Umfangsbereich 11 angeordnet ist. Außenseitig weist der Umfangbereich 11 der fertigen Riemenscheibe 1′ die für die Aufnahme eines Poly-V-Riemens vorgesehenen parallel umlaufenden Nuten auf.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer asymmetrischen Riemenscheibe aus einer Metallronde, wobei in einem ersten Verfahrensschritt der Umfangsbereich der Ronde angestaucht und in nachfolgenden Verfahrensschritten weiter umgeformt und abschließend endprofiliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstauchen des Umfangsbereiches der Ronde relativ zum Nabenbereich asymmetrisch erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstauchen in mehreren, eine zunehmende Asym­ metrie der Materialverteilung des Umfangsbereiches der Ronde relativ zur Nabe erzeugenden Stufen er­ folgt.

3. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstauchen des Um­ fangsbereiches der Ronde relativ zum Nabenbereich der Ronde symmetrisch erfolgt und daß dieser angestauchte Umfangsbereich durch Umlegen in Axialrichtung der Ronde in eine asymmetrische Form gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstauchen und/oder das Umlegen in mehreren Stufen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß nach dem Anstauchen und ggf. Umlegen des Um­ fangsbereiches dieser in Annäherung an die für die Endprofilierung optimale Materialverteilung asymme­ trisch abgeflacht wird.