DE3917925A1 - Verfahren zur herstellung einer asymmetrischen riemenscheibe aus einer metallronde - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer asymmetrischen riemenscheibe aus einer metallrondeInfo
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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.
Priority Applications (3)
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