DE4400257C1 - Drückverfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe aufweisenden Getriebeteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drückverfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe auf­ weisenden Getriebeteiles aus einer Blechplatine.

Als Zahnkränze oder Riemenscheiben, insbesondere Poly-V-Riemenscheiben ausgebildete Getriebeteile sind in großem Umfang im Kraftfahrzeugbau im Einsatz und werden heute ausgehend von einer Ronde vielfach durch Drückverfahren hergestellt. Das Ausbilden der Verzahnungen und/oder der Rillen ist dabei ebenfalls im Drückverfahren möglich, während der Einbau der erforderlichen Nabe Schwierigkeiten bereitet. Die eigentliche Nabe ist dabei im Bereich der Drehachse ein hülsenförmiges Teil der rotierenden Scheibe, der die Verbindung zu der durchgeschobenen Welle, Achse oder einem Zapfen herstellt.

Ein solches Bauteil wird beispielsweise in der US-PS 26 96 740 dargestellt und beschrieben. Die Herstellung der Nabe eines Getriebeteiles erfolgt dabei im Stand der Technik durch kostenaufwendige Verfahren, so daß die Nabe ein kostspieliges Element darstellt, das ca. 20 bis 25% des Preises der kompletten Riemenscheibe ausmacht. Diese Tatsache ist darin begründet, daß der Maschineneinsatz zur Herstellung und zur Befestigung der Nabe an der Riemenscheibe sehr hoch ist. Bisher sind folgende Herstellungsmethoden in der Anwendung:

• 1. Drehen der Nabe und Einschweißen der Nabe in den Riemenscheibenrohling,
• 2. Herstellen des Riemenscheibenrohlings mit ange­ formter Nabe auf einer Stufenpresse in ca. 10 bis 14 Ziehstufen,
• 3. Herstellen des Riemenscheibenrohlings mit ange­ formter Nabe durch Gesenkschmieden.

Alle diese drei vorgenannten Herstellungsverfahren haben den gemeinsamen Nachteil, daß ein hoher Ma­ schineneinsatz von kostenintensiven Maschinen zur Herstellung der Nabe notwendig ist, und außerdem ist bei allen Herstellungsmethoden eine Nachbearbeitung des Nabeninnendurchmessers, z. B. durch Rollieren erforderlich.

Zusätzlich weisen alle Herstellungsmethoden noch herstellungsspezifische Nachteile auf, z. B. Er­ höhung der Unwucht, Zerstören des Materialgefüges, Verhärtung des Materialgefüges usw. Diese durch die Herstellung der Nabe auftretenden Nachteile beein­ flussen außerdem die Herstellung des Riemenschei­ benprofiles negativ.

Im Stand der Technik ist es so z. B. aus der DE-Z "Blech, Rohre, Profile" 27/1980, Seite 660 bekannt, Außenla­ mellenträger durch spanloses Verformen herzustellen, wobei insgesamt 27 Bearbeitungsstufen erforderlich sind. Diese erfordern 10 Zieh-, 7 Kalibrier-, 2 Ab­ streckgleitzieh- und 7 Schneidvorgänge sowie 1 Stauchvorgang. Durch diese Verfahrensweise wird das Materialgefüge im wesentlichen zerstört.

In der DE 43 06 372 A1 wird vorgeschlagen, die spanlose Herstellung einer Nabe aus einer Blechplatine dadurch vorzunehmen, daß aus der Blechplatine eine Haube geformt wird und dann die Haube durch Drücken um einen zentralen Werkzeug­ stift zu einem von einer Ronde vorstehenden zylin­ drischen Vorsprung zu verformen, wobei der zylindri­ sche Vorsprung anschließend zur Aufnahme einer ko­ axialen Welle geöffnet werden muß. Bei diesem Ver­ fahren weist also das endgültig erzielte Getriebe­ teil die gleiche Wanddicke wie die Haube der Blech­ platine auf, wobei lediglich eine Beeinflussung der Dicke der Nabe durch dieses Verfahren möglich ist.

In der japanischen Offenlegungsschrift Sho-59-47034 wird ein Verfahren zur spanlosen Herstellung von kleinen Poly-V-Riemenscheiben beschrieben. Hierbei wird von einer 3-4 mm starken Blechplatine ausge­ gangen, die durch Pressen in ein U-förmiges Bauteil umgeformt wird. In das U-förmige Bauteil wird dann ein Loch gestanzt und dieses Loch wird in einem weiteren Arbeitsgang durch einen Formstempel er­ weitert und dabei wird gleichzeitig ein Kragen an­ geformt, so daß die Nabe gebildet wird. In weiteren Bearbeitungsgängen werden dann an den beiden End­ teilen der Umfangswand Flansche angeformt und die V-Nuten in den Bereich zwischen diesen beiden Flan­ schen eingeformt.

Diese seit 1984 offengelegte Verfahrensweise ist ebenfalls sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zu entwickeln, das eine kostengünstige Her­ stellung der Nabe eines aus einer Ronde gefertigten Getriebeteiles ermöglicht, die Materialgefügever­ änderungen möglichst gering hält und außerdem dem Anwender die Möglichkeit gibt, die Wanddicke des Getriebeteiles ausgehend von gleicher Rondenstärke beliebig zu wählen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieses Verfahrens ist im Unteranspruch 2 erläutert.

Mit anderen Worten ausgedrückt wird gemäß der Erfin­ dung ausgehend von einer Ronde auf einer Drückma­ schine die Nabe an das Riemenscheibenzwischenprodukt in einer Aufspannung angeformt. Es besteht bei An­ wendung des Verfahrens die Möglichkeit, Riemenschei­ benzwischenprodukte für alle bekannten Herstellungs­ methoden von Riemenscheiben herzustellen, da die Dicken im Konturbereich und im Profilbereich der Riemenscheibenzwischenprodukte durch das angewandte Drückverfahren festgelegt werden.

Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in

Fig. 1 eine in eine Drückvorrichtung einge­ setzte Blechplatine, in

Fig. 2 die Verformung der Blechplatine zur Festlegung derselben an dem Werkzeug, in

Fig. 3 eine Stufe des Drückverfahrens, bei welchem die Wanddicke des Getriebe­ teiles verringert und dadurch gleich­ zeitig die Anformung der Nabe er­ reicht wird, in

Fig. 4 das Endstadium des Drückverfahrens bei angeformter Nabe und in

Fig. 5 in einer Prinzipskizze mögliche Varianten von Riemenscheibenzwischen­ produkten mit unterschiedlichen Dicken und Nabenlagen.

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Blechplatine 1 ge­ zeigt, die an einem an eine Hauptspindel 2 ange­ ordneten Werkzeug dadurch angeordnet ist, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Werk­ zeug 3 ein Werkzeugstift 4 getragen wird, auf den die Blechplatine 1 mittels eines in der Blechplatine 1 zentrisch vorgesehenen Loches aufgesetzt werden kann. Ein Vorsetzer 5 ist hin und her beweglich und kommt in seiner Arbeitslage mit dem Werkzeugstift 4 in Kontakt. Der Vorsetzer 5 weist dabei im Bereich zur Blechplatine 1 hin einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Werkzeugstiftes 4, so daß da­ durch ein Anschlag 14 geschaffen wird, an den sich bei Verformung der Blechplatine 1 der innere Teil der Blechplatine 1 anlegen kann.

Ein mit dem Werkzeug 3 zusammenarbeitendes Spanfutter 9 legt, nachdem eine Drückrolle 6 den äußeren Randbereich der Blechplatine 1 umgebogen hat, diesen Randbereich der Blechplatine 1 fest, so daß dadurch ein Auswandern der Blechplatine 1 ver­ hindert wird.

Die Drückrolle 1 kann im Sinne des in Fig. 2 einge­ zeichneten Pfeiles auf den Werkzeugstift 4 zu bewegt werden und verringert dabei - wie dies besonders deutlich die Fig. 3 zeigt - die mittlere Wanddicke der Blechplatine 1, wobei das durch die Drückrolle 6 gedrückte Material in den Raum fließt, der um den Werkzeugstift 4 vorhanden ist und sich - wie dies Fig. 4 deutlich zeigt - gegen den Anschlag 14 an­ legt, so daß dadurch ein zylindrischer Vorsprung 8 geschaffen wird, der in dem Riemenscheibenzwischen­ produkt die eigentliche Nabe 7 gemäß Fig. 5 bildet.

Aus der Zeichnung, insbesondere im Vergleich zu Fig. 2 und 4, ist erkennbar, daß der durch das Span­ futter 9 festgelegte Randbereich der Blechplatine 1 dicker als der mittlere Randbereich der Blechplatine 1 ist und daß wiederum der zylindrische Vorsprung 8 eine wesentlich größere Materialdicke aufweist als der mittlere Randbereich der Blechplatine 1. In Ab­ hängigkeit der Größe des Raumes zwischen dem An­ schlag 14 des Vorsetzers 5 und der Außenseite des Werkzeuges 3 kann diese Wanddicke des zylindrischen Vorsprunges 8 bestimmt werden.

Eine in Fig. 3 und 4 eingezeichnete Nachlaufrolle 15 verhindert ein Hochbiegen des Materials der Blech­ platine 1 während des Drückverfahrens.

In Fig. 5 sind unter den Positionen A bis F mögliche Varianten von Riemenscheibenzwischenprodukten mit unterschiedlichen Dicken und Nabenlagen dargestellt. Falls die Riemenscheibe - wie unter E und F darge­ stellt - einen Konturbereich K und ggf. eine Lochung 11 aufweisen soll, so kann dieser Konturbereich ggf. mit der Lochung auf einer Presse aus dem von der Drückmaschine hergestellten Riemenscheibenzwischen­ produkt leicht hergestellt werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, einfache Konturbereiche direkt auf der Drückmaschine durch zusätzliche Werkzeugträger zu erzeugen.

Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß gegenüber dem bisher bekannten Herstellungsverfahren das erfindungsgemäße Drückverfahren folgende Vor­ teile aufweist:

• 1. Geringerer Maschineneinsatz,
• 2. das Materialgefüge des Riemenscheibenzwischen­ produktes unterliegt keinen negativen Ein­ flüssen, wie z. B. beim Schweißen,
• 3. der Nabeninnendurchmesser kann durch das Drück­ verfahren ohne nachträgliches Rollieren herge­ stellt werden,
• 4. es bestehen keine Nachteile beim Profilieren der Riemenscheibe durch vorherige Arbeitsgänge,
• 5. es besteht die Möglichkeit, Nuten oder Verzah­ nungen am Nabeninnendurchmesser durch das Drück­ verfahren ohne Nachbearbeitung herzustellen, wie dies beispielsweise aus der Darstellung F in Fig. 5 ersichtlich ist, in der beim Drück­ verfahren die Abziehnut 12 hergestellt werden kann.

Claims (2)

1. Drückverfahren zur spanlosen Herstellung einer Nabe eines die Nabe aufweisenden Getriebe­ teiles aus einer Blechplatine, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die von einem Werkzeug (3) einer Hauptspindel (2) getragene und relativ zu einer oder mehreren Drückrollen (6) ro­ tierende Blechplatine (1) durch Drücken mittels der Drückrolle (6) in ihrer Dicke verringert und zu einem von der Blechplatine (1) vorstehenden zylindrischen Vorsprung (8) um einen am Vorsetzer (5) oder Werkzeug (3) angeordneten, die Blechplatine (1) durch­ dringenden Werkzeugstift (4) verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Randbereich der Blech­ platine (1) vor Durchführen des die Dicke verringernden Drückverfahrens festgelegt wird.