EP1163961B2 - Verfahren und Drückvorrichtung zur Herstellung eines Getriebeteiles - Google Patents

Verfahren und Drückvorrichtung zur Herstellung eines Getriebeteiles Download PDF

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EP1163961B2
EP1163961B2 EP01102425A EP01102425A EP1163961B2 EP 1163961 B2 EP1163961 B2 EP 1163961B2 EP 01102425 A EP01102425 A EP 01102425A EP 01102425 A EP01102425 A EP 01102425A EP 1163961 B2 EP1163961 B2 EP 1163961B2
Authority
EP
European Patent Office
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tool
blank
round blank
round
hub
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01102425A
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English (en)
French (fr)
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EP1163961A1 (de
EP1163961B1 (de
Inventor
Rudolf Jaschka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leifeld Metal Spinning GmbH
Original Assignee
Leifeld Metal Spinning GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Leifeld Metal Spinning GmbH filed Critical Leifeld Metal Spinning GmbH
Publication of EP1163961A1 publication Critical patent/EP1163961A1/de
Application granted granted Critical
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/26Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/28Making other particular articles wheels or the like gear wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14Spinning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/26Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/261Making other particular articles wheels or the like pulleys

Definitions

  • the invention relates firstly to a method for producing a gear member with hub from a Ronde, which is arranged and clamped on a tool of a rotationally drivable spindle of a spinning machine and reduced by means of at least one spinning roller a thickness of the blank and the resulting material is converted to the hub ,
  • the invention relates to a pressing device with a rotatably driven spindle, at least one deliverable spinning roller and attached to the spindle tool for holding a blank.
  • a generic method and a generic device go from the DE-C-198 49 981 out.
  • the blank is pressed against an annular tool by means of a cylindrical pressing element.
  • a cylindrical pressing element With this simple and reliable axial clamping, an outer area of a blank can be processed very well. In this axial clamping, however, a certain radial disk area can not be avoided within the hub to be formed, which optionally has to be removed in a later work step.
  • a device with a separate abutment lining continues from the DE-C-44 44 526 out. The cooperating with the tool abutment lining is applied to the peripheral edge of the Ronde.
  • the invention has the object to provide a method with which a simple and reliable holding the workpiece is provided on the tool, while simultaneously a high degree of design freedom is ensured when forming the hub.
  • the clamping of the blank is performed by axially pressing a Ronde area of the blank against the tool and at the same time radially widening of the blank and that the radial expansion of the blank, this is formed against an annular, circumferential wall on the tool , wherein the blank is held non-positively and / or positively on the tool.
  • a basic idea of the invention is to provide the tool with an annular wall, which is only slightly larger than the Ronde inserted therein.
  • the blank is then radially expanded at the beginning of the forming process by an axial contact force and thus formed against the annular wall either radially outward or radially inwardly. This results in a non-positive and / or positive connection between the blank and the tool.
  • the clamping of the blank on the tool is thus achieved by an interaction between the deformed blank and the surrounding annular wall or a central centering mandrel on the tool.
  • the device can thus be formed simply and inexpensively, wherein the entire region of the blank can be processed free of the spinning roller. It is given a particularly high freedom of design for editing the blank and the hub.
  • the pressing machine applicable for this purpose can, with the exception of the pressing element, basically be constructed as in the case of the applicant DE 198 49 981 C1 is described.
  • the circumferential wall is formed by an annular shoulder which projects axially with respect to the end face of the tool against which the blank is pressed during radial expansion.
  • the annular shoulder can be formed directly on the front side of the tool in this embodiment.
  • the outer edge region of the Ronde can be converted in the axial direction, wherein the chamfer angle predetermines the bending angle of the edge region of the Ronde. This has the advantage that the blank after the spin forming particularly light, d. H. can be solved by the tool without much effort.
  • the shoulder is dimensioned in the axial direction so that it preferably projects beyond the end face of the tool.
  • a preferred development of the invention is that the reduction of the thickness of the Ronde takes place by radially advancing a spinning roller, wherein the spinning roller simultaneously pushes the Ronde axially with a defined axial force against the tool.
  • the spinning roller in addition to a radial force component, also has an axial force component which assists a rotationally fixed connection between the blank and the tool.
  • a particularly reliable procedure is inventively achieved in that until the generation of the force and / or positive locking the Ronde by means of a separate holding device, in particular a magnetic clamping device or a vacuum clamping device is held on the tool.
  • a separate holding device in particular a magnetic clamping device or a vacuum clamping device
  • the Ronde can be fixed after insertion into the annular tool.
  • the final clamping is then according to the invention by the pressing of the spinning roller and the forming of the edge region of the blank in an axial undercut area and / or radial driver element on the annular wall of the tool.
  • the pressing element supports the hub material during the shaping of the hub.
  • the pressure element is designed such that the outer contour of the pressure element has a region which corresponds to a region of the inner contour of the solicitformenden hub.
  • the pressing element is thus used in this embodiment as a tool mandrel, by means of which the inner contour of the hub is already preformed during the molding of the hub, that at best a comparatively minor reworking of the hub is required.
  • annular wall extending in the circumferential direction is formed, on which the blank is held in a force-locking and / or form-fitting manner by radial expansion, and an ejection device is provided.
  • the annular wall of the tool has an inner diameter which is slightly larger than the outer diameter of the blank, so that an almost play-free recording of the blank is granted.
  • the ejector device which is in particular an axially movable punch or a support element, allows easy removal of the blank.
  • the wall is formed on an annular shoulder which projects axially with respect to the end face of the tool. Furthermore, it is possible to form on the end face of the tool a circumferential groove, whose one groove wall at least partially forms the wall extending in the circumferential direction.
  • a profiling for producing a positive connection is formed on a circumferential side of the annular wall facing the circular blank.
  • the profiling may be in an axial undercut or in the arrangement of radially directed driver elements along the Be formed inside the annular wall.
  • the driver elements may form a toothing, in particular a spur gear toothing on the workpiece.
  • the driver elements are designed to extend in the axial direction so that an ejector can remove the workpiece axially from the tool.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a first embodiment of a pressing device 10 for producing a gear member 12 with a hub 14 from a Ronde 16.
  • the pressing device 10 is in Fig. 1 shown in different stages of the process.
  • the left of the axis of rotation R of the pressing device 10 seen illustration shows the pressing device 10 during clamping of the blank 16.
  • the right of the axis of rotation R seen representation shows the pressing device 10 during the molding of the hub fourteenth
  • the pressing device 10 has a tool 18 which is rotatable about the rotation axis R by means of a drive, not shown.
  • a groove 22 is formed concentrically to the rotation axis R.
  • a groove wall 24 with a greater radial distance from the axis of rotation R extends at least approximately parallel to the axis of rotation R and forms a wall whose purpose will be explained later.
  • An inner groove wall 26 with a smaller radial distance from the rotation axis R merges into the end face 20 to form a curve.
  • the outer groove wall 24 distance is smooth.
  • it is also possible on the outer groove wall 24 form elements such as teeth, grooves o. ⁇ . form to form a positive connection with the later ausdeckormenden Ronde 16.
  • the groove bottom of the groove 22 may be provided with corresponding form elements.
  • a cylindrical ejector 28 is also slidably received in the tool 18, with which the finished gear member 12 can be solved by the tool 18 after completion of the flow-forming.
  • a center hole 30 in the ejector 28 is formed, which serves to receive a centering pin 32 of a holding element 34, such as Fig. 1 shows.
  • the holding element 34 has a subsequent to the centering pin 32 support portion 36 with a round cross-section, which in turn merges into a holding device 38.
  • the pressing device 10 has a spinning roller 40, which is delivered in a common rotation of the tool 18 with the holding member 34 radially toward the center of the blank 16.
  • the spinning roller 40 has a cutting edge 42, wherein the peripheral surfaces of the spinning roller 40 adjoining the cutting edge 42 form an acute angle.
  • the cutting edge 42 is followed by an upsetting region 44, which in turn is bounded by a projection 46 of the spinning roller 40.
  • the blank 16 is first attached to the end face 20 of the tool 18 and the axially movable holding member 34 moves against the end face 20, so that the centering pin 32 is guided by a formed on the blank 16 receiving opening 48 and in the centering 30 arrives.
  • the holding element 34 is thereby moved so far axially in the direction of the end face 20, that the formed at the transition between the centering pin 32 and the support portion 36 paragraph 50 rests against the front of the blank 16 and so the blank 16 biases against the tool 18.
  • the tool 18 and the holding member 34 is rotated and delivered to the spinning roller 40, whereby the Ronde 16 selectively expanded radially and is formed with its edge region in the groove 22. In this way, the blank 16 is clamped non-positively on the end face 20 of the tool 18.
  • the spinning roller 40 is moved radially in the direction of the rotation axis R, wherein the cutting edge 40 is engaged with the Ronde 16. Due to the radial infeeding of the spinning roller 40, material of the round plate 16 is partially severed and guided along the swaging area 44, so that, starting from the round plate 16, a peripheral collar which constantly changes during the delivery process is formed. The axial material flow is limited by the projection 46 of the spinning roller 40.
  • the hub 14 is formed on the Ronde 16 to be manufactured gear part 12, wherein the holding member 34 serves as a tool mandrel whose transition between the centering pin 32 and the support portion 36, on which the hub 14 is formed, at least partially for forming the later inner contour of the hub 14 is used.
  • the spinning roller 40 is moved away from the forming, the holding member 34 moved away from the tool 18 and then the finished gear part 12 with Help the ejector 28 from the tool 18 solved.
  • the release of the finished transmission part 12 is facilitated by the rounding of the groove wall 26 with a small radial distance, since the edge region of the transmission part 12 is also formed rounded down.
  • the Fig. 2 and 3 show a second embodiment of a pressing device 60, which in its construction substantially similar to the structure of the pressing device 10 of the first embodiment.
  • the pressing device 60 differs from the pressing device 10 only by the ejector 62 and the holding element 64 used.
  • the holding element 64 In the pressing device 60 is from the end face of the ejector 62, a centering pin 66 axially from which is arranged concentrically to the rotation axis R of the tool 18.
  • the holding element 64 has a likewise concentric with the rotation axis R formed centering opening 68, with which the centering pin 66 can be brought into engagement, such as FIG. 2 shows.
  • the round plate 16 is first placed with its receiving opening 48 on the centering pin 66. Subsequently, the holding element 64 is moved against the tool 18, wherein the centering opening 68 engages with the centering pin 66. The holding member 64 is axially biased against the tool 18 so strong that the Ronde 16 loftfest.mit the tool 18 and the Halteelment 64 is connected. Subsequently, the tool 18 and the holding member 64 is rotated and, as in the first embodiment, by means of the spinning roller 40, the blank 16 initially radially expanded. By the radial widening of the blank 18, this is formed in the groove 22, so that a frictional connection between the blank 16 and the tool 18 is formed.
  • the holding member 64 is moved away from the tool 18 and the blank 16 formed by means of the spinning roller 40, as Fig. 3 shows.
  • the centering pin 66 serves as a tool mandrel for researcherformende hub 14.
  • a corresponding design of the centering pin 66 can be formed in this way, a hub 14 having a through hole with a constant diameter.
  • the embodiments described above only show various possibilities of how a pressing device can be configured.
  • the above-described pressing devices may additionally be equipped with a magnetic clamping device or vacuum clamping devices.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft zum einen ein Verfahren zur Herstellung eines Getriebeteiles mit Nabe aus einer Ronde, welche an einem Werkzeug einer rotierend antreibbaren Spindel einer Drückmaschine angeordnet und eingespannt wird und mittels mindestens einer Drückrolle eine Dicke der Ronde verringert und das dabei anfallende Material zur Nabe umgeformt wird.
  • Zum anderen betrifft die Erfindung eine Drückvorrichtung mit einer rotierend antreibbaren Spindel, mindestens einer zustellbaren Drückrolle und einem an der Spindel angebrachten Werkzeug zum Haltern einer Ronde.
  • Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung gehen beispielsweise aus der DE-C-198 49 981 hervor. Bei diesem bekannten Drückverfahren wird die Ronde gegen ein ringförmiges Werkzeug mittels eines zylinderförmigen Andrückelementes gedrückt. Bei dieser einfachen und zuverlässigen axialen Einspannung kann ein Aussenbereich einer Ronde sehr gut bearbeitet werden. Bei dieser axialen Einspannung lässt sich jedoch innerhalb der auszubildenden Nabe ein gewisser radialer Scheibenbereich nicht vermeiden, welcher gegebenenfalls in einem späteren Arbeitsschritt entfernt werden muss. Eine Vorrichtung mit einem separaten Widerlagerfutter geht weiter aus der DE-C-44 44 526 hervor. Das mit dem Werkzeug zusammenarbeitende Widerlagerfutter ist dabei an die Umfangskante der Ronde anlegbar.
  • Beim Anformen einer Nabe an einer Blechronde ist es weiter bekannt, diese durch sogenannte Drehfutter an ihrem Außenumfang an einem Werkzeug einzuspannen. Das Drehfutter weist dabei drei oder vier radial verstellbare Spannbacken auf, zwischen denen das rondenförmige Werkstück gespannt werden kann. Allerdings sind derartige Spanneinrichtungen relativ aufwendig und behindern teilweise auch das Bearbeiten der Ronde mittels Drückrollen. Bei relativ dünnen Werkstücken kann zu einem entsprechend dünnen Umfangsrand kein ausreichender Spannbereich für eine zuverlässige Klemmung des Werkstückes vorhanden sein.
  • Aus der EP-A-0 815 983 und der US-A-5,987,952 sind ein Verfahren bekannt, bei dem eine Ronde in eine Aufnahme eingelegt und mittels eines mittigen Andrückelementes axial festgespannt wird. Während des Anformens der Nabe hält eine Halterolle den aüßeren Rand der Ronde in der Aufnahme. Die Halterolle behindert einen freien Zugang zur Mitte der Ronde.
  • Aus der DE-C-195 24 089 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Getriebeteiles aus einer Metallronde bekannt. Mittels Drückrollen wird Material der Metallronde vom Zentrum zum Rand hin verdrängt, um einen zylinderischen Randbereich auszubilden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit denen ein einfaches und zuverlässiges Halten des Werkstücks am Werkzeug gegeben ist, wobei gleichzeitig eine hohe Gestaltungsfreiheit beim Ausbilden der Nabe sichergestellt ist.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass das Einspannen der Ronde durch axiales Andrücken eines Rondenbereiches der Ronde gegen das Werkzeug und gleichzeitiges radiales Erweitern der Ronde durchgeführt wird und dass beim radialen Erweitern der Ronde diese gegen eine ringförmige, in Umfangsrichtung verlaufende Wand an dem Werkzeug geformt wird, wobei die Ronde kraft- und/ oder formschlüssig an dem Werkzeug gehaltert wird.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Werkzeug mit einer ringförmigen Wand zu versehen, welche nur geringfügig größer als die darin eingesetzte Ronde ist. Die Ronde wird dann zu Beginn des Umformverfahrens durch eine axiale Anpresskraft radial erweitert und so gegen die ringförmige Wand entweder radial nach außen oder radial nach innen geformt. Es ergibt sich so eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Ronde und dem Werkzeug. Die Einspannung der Ronde an dem Werkzeug wird also durch eine Interaktion zwischen der umgeformten Ronde und der umgebenden ringförmigen Wand oder einem mittigen Zentrierdorn am Werkzeug erreicht. Die Vorrichtung kann somit einfach und kostengünstig ausgebildet werden, wobei der gesamte Bereich der Ronde frei von der Drückrolle bearbeitet werden kann. Es ist so eine besonders hohe Gestaltungsfreiheit zur Bearbeitung der Ronde und zur Nabe gegeben. Die hierzu einsetzbare Drückmaschine kann mit Ausnahme des Andrückelementes grundsätzlich so aufgebaut sein, wie in der auf die Anmelderin zurückgehenden DE 198 49 981 C1 beschrieben ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die in Umfangsrichtung verlaufende Wand von einem ringförmigen Absatz gebildet, der bezüglich der Stirnseite des Werkzeuges, gegen die die Ronde beim radialen Erweitern gedrückt wird, axial vorsteht. Der ringförmige Absatz kann bei dieser Ausführungsform unmittelbar an der Stirnseite des Werkzeugs ausgebildet sein. Alternativ ist es auch möglich, die Umlaufkante der Stirnseite des Werkzeugs mit einer Fase zu versehen, die ihrerseits in den axial vorstehenden Absatz übergeht. Durch eine derartige Gestaltung des Absatzes kann der äußere Randbereich der Ronde in axialer Richtung umgeformt werden, wobei der Fasenwinkel die Biegungswinkel des Randbereiches der Ronde vorgibt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Ronde nach dem Drückwalzen besonders leicht, d. h. ohne großen Kraftaufwand, vom Werkzeug gelöst werden kann. Der Absatz ist in axialer Richtung so bemessen, dass er vorzugsweise über die Stirnseite des Werkzeugs übersteht.
  • Es ist erfindungsgemäß, an der Stirnseite des Werkzeuges, gegen die die Ronde beim radialen Erweitern gedrückt wird, eine umlaufende Nut auszubilden, deren eine ringförmige Nutwand zumindest teilweise die in Umfangsrichtung verlaufende Wand bildet. Die Ronde wird zum Halten mit ihrem Randbereich in die Nut auf der ebenen Werkzeugfläche derart eingeformt, dass die Ronde kraft- und/oder formschlüssig an der Nutwand gehalten ist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner denkbar, gleichfalls den zuvor beschriebenen Absatz am Werkzeug vorzusehen, wobei der Absatz mit seiner in die Umfangsrichtung verlaufende Wand bildenden Innenseite in die ringförmige Nutwand übergeht.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das Verringern der Dicke der Ronde durch radiales Zustellen einer Drückrolle erfolgt, wobei die Drückrolle gleichzeitig die Ronde mit einer definierten Axialkraft axial gegen das Werkzeug drückt. Neben einer Radialkraftkomponente weist somit die Drückrolle auch eine Axialkraftkomponente auf, welche eine drehfeste Verbindung zwischen der Ronde und dem Werkzeug unterstützt.
  • Ein besonders betriebssicherer Verfahrensablauf wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass bis zum Erzeugen des Kraft- und/oder Formschlusses die Ronde mittels einer separaten Halteeinrichtung, insbesondere einer Magnetspanneinrichtung oder einer Vakuumspanneinrichtung, an dem Werkzeug gehalten wird. Durch die Anordnung einer ansteuerbaren Elektromagnetspule an dem Werkzeug oder der Anordnung von zum Werkstück hin offenen Vakuumkanälen am Werkzeug, die mit einer Unterdruckerzeugungseinrichtung leitungsverbunden sind, kann die Ronde nach dem Einsetzen in das ringförmige Werkzeug fixiert werden. Die endgültige Einspannung erfolgt dann erfindungsgemäß durch das Andrücken der Drückrolle und das Umformen des Randbereiches der Ronde in einem axialen Hinterschneidungsbereich und/oder radialen Mitnehmerelement an der ringförmigen Wand des Werkzeuges.
  • Wird keine separate Halteeinrichtung verwendet, ist es sinnvoll, dass die auf das Werkzeug aufgesetzte Ronde bei noch stillstehender Spindel axial mit der mindestens einen Drückrolle gegen das Werkzeug gedrückt wird. Erst in dieser angedrückten Stellung kann die Spindel zusammen mit dem Werkzeug und der Ronde in Rotation versetzt werden, wobei sich die Drückrolle aufgrund des Reibungskontaktes entsprechend mit der Ronde mitdreht und diese zuverlässig an das Werkzeug andrückt.
  • Des Weiteren wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgeschlagen, die Ronde zumindest während des Ausformens der Nabe mit Hilfe eines Andrückelementes axial an das Werkzeug zu drücken, wobei das Andrückelement den Nabenwerkstoff beim Ausformen der Nabe abstützt. Das Andrückelement ist dabei so gestaltet, dass die Außenkontur des Andrückelementes einen Bereich aufweist, der einem Bereich der Innenkontur der auszuformenden Nabe entspricht. Das Andrückelement dient bei diesem Ausführungsbeispiel also als Werkzeugdorn, mit dessen Hilfe die Innenkontur der Nabe bereits so während des Ausformens der Nabe vorgeformt wird, dass allenfalls eine vergleichsweise geringfügige Nachbearbeitung der Nabe erforderlich wird.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens wird vorgeschlagen, die Ronde bereits vor dem radialen Erweitern mit Hilfe eines Andrückelementes axial an das Werkzeug zu drücken, wobei das Andrückelement mit einem von der Stirnseite des Werkzeugs abstehenden Zapfen in Eingriff kommt, der durch eine an der Ronde ausgebildete Aufnahmeöffnung ragt. Nach dem radialen Erweitern zum Haltern der Ronde am Werkzeug wird das Andrückelement wegbewegt. Auf diese Weise kann der am Werkzeug vorgesehene Zapfen den Nabenwerkstoff beim Ausformen der Nabe abstützen, wobei ähnlich der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Außenkontur des Zapfens einen Bereich aufweist, der einem Bereich der Innenkontur der auszuformenden Nabe entspricht, so dass auch hier allenfalls eine geringfügige Nachbearbeitung der Nabe zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich ist. Am Werkzeug ist eine ringförmige, in Umfangsrichtung verlaufende Wand ausgebildet, an der die Ronde durch radiales Erweitern kraft- und/oder formschlüssig halterbar ist, und es ist eine Ausstoßereinrichtung vorgesehen. Die ringförmige Wand des Werkzeuges weist einen Innendurchmesser auf, welcher geringfügig größer als der Außendurchmesser der Ronde ist, so dass eine nahezu spielfreie Aufnahme der Ronde gewährt ist. Durch diese ringförmige Wand wird eine genaue Lagepositionierung der Ronde an der Spindel erreicht, wobei durch das radiale Erweitern der Ronde eine kraft- und/oder formschlüssige, drehfeste Verbindung der Ronde mit dem Werkzeug und damit mit der Spindel erzeugbar ist. Es ist somit auf einfache Weise eine feste und zugleich lagegenaue Einspannung eines rondenförmigen Werkstückes gegeben, wobei eine freie Bearbeitung der gesamten Rondenfläche auf einer Rondenseite ermöglicht ist. Die Ausstoßereinrichtung, welche insbesondere ein axial verfahrbarer Stempel oder ein Stützelement ist, erlaubt ein leichtes Entfernen der Ronde.
  • In der Vorrichtung ist die Wand an einem ringförmigen Absatz ausgebildet, der bezüglich der Stirnseite des Werkzeuges axial vorsteht. Ferner ist es möglich, an der Stirnseite des Werkzeuges eine umlaufende Nut auszubilden, deren eine Nutwand zumindest teilweise die in Umfangsrichtung verlaufende Wand bildet.
  • Eine noch bessere Verbindung zwischen dem rondenförmigen Werkstück und dem Werkzeug auf der Spindel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass an einer zur Ronde gerichteten Umfangsseite der ringförmigen Wand eine Profilierung zur Herstellung eines Formschlusses ausgebildet ist. Die Profilierung kann in einer axialen Hinterschneidung oder in der Anordnung radial gerichteter Mitnehmerelemente entlang der Innenseite der ringförmigen Wand ausgebildet sein. Die Mitnehmerelemente können eine Verzahnung, insbesondere eine Stirnradverzahnung an dem Werkstück ausbilden. Die Mitnehmerelemente sind in Achsrichtung verlaufend ausgebildet, dass ein Auswerfer das Werkstück axial von dem Werkzeug entfernen kann.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
  • Fig. 1
    eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer Drückvorrichtung mit einer an der Stirnseite des Werkzeuges ausgebildeten Nut;
    Fig. 2
    eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Drückvorrichtung mit einer an der Stirnseite des Werkzeuges ausgebildeten Nut und einem an der Stirnseite vorgesehenen Zentrierzapfens beim Spannen der Ronde; und
    Fig. 3
    eine Schnittansicht des zweiten Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 beim Ausformen der Nabe.
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer Drückvorrichtung 10 zur Herstellung eines Getriebeteils 12 mit Nabe 14 aus einer Ronde 16. Die Drückvorrichtung 10 ist in Fig. 1 in verschiedenen Verfahrensstadien dargestellt. So zeigt die links von der Rotationsachse R der Drückvorrichtung 10 zu sehende Darstellung die Drückvorrichtung 10 beim Spannen der Ronde 16. Die rechts von der Rotationsachse R zu sehende Darstellung zeigt die Drückvorrichtung 10 während des Ausformens der Nabe 14.
  • Die Drückvorrichtung 10 weist ein Werkzeug 18 auf, das mittels eines nicht dargestellten Antriebes um die Rotationsachse R drehbar ist. An der Stirnseite 20 des Werkzeugs 18 ist konzentrisch zur Rotationsachse R eine Nut 22 ausgebildet. Eine Nutwand 24 mit größerem radialen Abstand zur Rotationsachse R verläuft zumindest annähernd parallel zur Rotationsachse R und bildet eine Wand, deren Zweck später noch erläutert wird. Eine innere Nutwand 26 mit geringerem radialen Abstand zur Rotationsachse R geht unter Bildung einer Rundung in die Stirnseite 20 über. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die äußere Nutwand 24 Abstandes glatt ausgebildet. Alternativ ist es auch möglich, an der äußeren Nutwand 24 Formelemente wie Zähne, Riefen o.Ä. auszubilden, um einen Formschluss mit der später auszuformenden Ronde 16 herzustellen. In gleicher Weise kann auch der Nutgrund der Nut 22 mit entsprechenden Formelementen versehen sein.
  • Konzentrisch zur Rotationsachse R ist im Werkzeug 18 ferner ein zylinderförmiger Ausstoßer 28 verschieblich aufgenommen, mit dem das fertige Getriebeteil 12 nach Beendigung des Drückwalzvorganges vom Werkzeug 18 gelöst werden kann.
  • Gleichfalls konzentrisch zur Rotationsachse R ist eine Zentrierbohrung 30 im Ausstoßer 28 ausgebildet, die zur Aufnahme eines Zentrierzapfens 32 eines Halteelementes 34 dient, wie Fig. 1 zeigt. Das Halteelement 34 weist einen sich an den Zentrierzapfen 32 anschließenden Stützabschnitt 36 mit rundem Querschnitt auf, der seinerseits in eine Haltevorrichtung 38 übergeht.
  • Zum Ausformen der Nabe 14 weist die Drückvorrichtung 10 eine Drückrolle 40 auf, die bei einer gemeinsamen Rotation des Werkzeuges 18 mit dem Halteelement 34 radial in Richtung auf das Zentrum der Ronde 16 zugestellt wird. Die Drückrolle 40 weist eine Schneidkante 42 auf, wobei die an die Schneidkante 42 angrenzenden Umfangsflächen der Drückrolle 40 einen spitzen Winkel einschließen. An die Schneidkante 42 schließt sich ein Stauchbereich 44 an, der seinerseits von einem Vorsprung 46 der Drückrolle 40 begrenzt ist.
  • Zum Ausformen des Getriebeteils 12 wird zunächst die Ronde 16 an die Stirnseite 20 des Werkzeugs 18 angesetzt und das axial bewegliche Halteelement 34 gegen die Stirnseite 20 bewegt, so dass der Zentrierzapfen 32 durch eine an der Ronde 16 ausgebildete Aufnahmeöffnung 48 geführt wird und in die Zentrierform 30 gelangt. Das Halteelement 34 wird dabei so weit axial in Richtung der Stirnseite 20 bewegt, dass der am Übergang zwischen dem Zentrierzapfen 32 und dem Stützabschnitt 36 gebildete Absatz 50 an der Vorderseite der Ronde 16 anliegt und so die Ronde 16 gegen das Werkzeug 18 vorspannt. Anschließend wird das Werkzeug 18 und das Halteelement 34 in Drehung versetzt und die Drückrolle 40 zugestellt, wodurch die Ronde 16 gezielt radial erweitert und mit ihrem Randbereich in die Nut 22 eingeformt wird. Auf diese Weise wird die Ronde 16 kraftschlüssig an der Stirnseite 20 des Werkzeuges 18 eingespannt.
  • Danach wird die Drückrolle 40 radial in Richtung der Rotationsachse R bewegt, wobei die Schneidkante 40 mit der Ronde 16 in Eingriff kommt. Durch das radiale Zustellen der Drückrolle 40 wird Material der Ronde 16 teilweise abtrennt und entlang des Stauchbereiches 44 geleitet, so dass sich, ausgehend von der Ronde 16, ein umlaufender, sich während des Zustellvorganges stets verändernder Kragen ausbildet. Der axiale Materialfluss ist durch den Vorsprung 46 der Drückrolle 40 begrenzt. Auf diese Weise wird die Nabe 14 an dem aus der Ronde 16 zu fertigenden Getriebeteil 12 ausgeformt, wobei das Halteelement 34 als Werkzeugdorn dient dessen Übergang zwischen dem Zentrierzapfen 32 und dem Stützabschnitt 36, an dem die Nabe 14 ausgeformt wird, zumindest teilweise zum Ausformen der späteren Innenkontur der Nabe 14 dient.
  • Nachdem die Nabe 14 ausgeformt worden ist, wird die Drückrolle 40 von der Umformstelle wegbewegt, das Halteelement 34 vom Werkzeug 18 weg verfahren und anschließend das fertige Getriebeteil 12 mit Hilfe des Ausstoßers 28 vom Werkzeug 18 gelöst. Dabei wird das Lösen des fertigen Getriebeteils 12 durch die Rundung an der Nutwand 26 mit geringem radialen Abstand erleichtert, da der Randbereich des Getriebeteils 12 gleichfalls unten abgerundet ausgeformt ist.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Drückvorrichtung 60, die in ihrem Aufbau im Wesentlichen dem Aufbau der Drückvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels gleicht. Die Drückvorrichtung 60 unterscheidet sich gegenüber der Drückvorrichtung 10 nur durch den verwendeten Ausstoßer 62 und das verwendete Halteelement 64. Bei der Drückvorrichtung 60 steht von der Stirnseite des Ausstoßers 62 ein Zentrierzapfen 66 axial ab, der konzentrisch zur Rotationsachse R des Werkzeuges 18 angeordnet ist. Das Halteelement 64 weist eine gleichfalls konzentrisch zur Rotationsachse R ausgebildete Zentrieröffnung 68 auf, mit der der Zentrierzapfen 66 in Eingriff bringbar ist, wie Figur 2 zeigt.
  • Zum Ausformen des Getriebeteiles 12 wird die Ronde 16 mit ihrer Aufnahmeöffnung 48 zunächst auf den Zentrierzapfen 66 aufgesetzt. Anschließend wird das Halteelement 64 gegen das Werkzeug 18 bewegt, wobei die Zentrieröffnung 68 mit dem Zentrierzapfen 66 in Eingriff kommt. Das Halteelement 64 wird axial so stark gegen das Werkzeug 18 vorgespannt, dass die Ronde 16 drehfest.mit dem Werkzeug 18 und dem Halteelment 64 verbunden ist. Anschließend wird das Werkzeug 18 und das Halteelement 64 in Rotation versetzt und, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, mit Hilfe der Drückrolle 40 die Ronde 16 zunächst radial erweitert. Durch das radiale Erweitern der Ronde 18 wird diese in die Nut 22 eingeformt, so dass sich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Ronde 16 und dem Werkzeug 18 ausbildet. Anschließend wird das Halteelement 64 vom Werkzeug 18 wegbewegt und die Ronde 16 mit Hilfe der Drückrolle 40 umgeformt, wie Fig. 3 zeigt. Dabei dient der Zentrierzapfen 66 als Werkzeugdorn für die auszuformende Nabe 14. Durch eine entsprechende Gestaltung des Zentrierzapfens 66 kann auf diese Weise auch eine Nabe 14 ausgeformt werden, die eine Durchgangsbohrung mit konstantem Durchmesser aufweist.
  • Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen nur verschiedene Möglichkeiten, wie eine Drückvorrichtung ausgestaltet sein kann. Darüber hinaus kann, die zuvor beschriebenen Drückvorrichtungen zusätzlich mit Magnetspanneinrichtung oder Vakuumspanneinrichtungen ausgestattet sein.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Getriebeteils (12) mit Nabe (14) aus einer Ronde (16), welche an einem Werkzeug (18) einer rotierend antreibbaren Spindel einer Drückmaschine (10; 60) angeordnet und eingespannt wird, mittels mindestens einer Drückrolle (40) eine Dicke der Ronde (16) verringert und das dabei anfallende Material zu der Nabe (14) geformt wird, wobei
    - das Einspannen der Ronde (16) durch axiales Andrücken eines Randbereiches der Ronde (16) gegen das Werkzeug (18) und gleichzeitiges radiales Erweitern der Ronde (16) durchgeführt wird,
    - beim radialen Erweitern der Ronde (16) diese gegen eine ringförmige, in Umfangsrichtung verlaufende Wand (24) an dem Werkzeug (18) geformt wird, wobei die Ronde (16) kraft und/oder formschlüssig an dem Werkzeug (18) gehaltert wird, und
    - die Stirnseite (20) des Werkzeuges (18), gegen die die Ronde (16) beim radialen Erweitern gedrückt wird, als eine ebene Werkzeugfläche mit einer umlaufende Nut (22) ausgebildet ist, deren eine ringförmige Nutwand (22) zumindest teilweise die in Umfangsrichtung verlaufende Wand bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die in Umfangsrichtung verlaufende Wand vollständig umläuft.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verringern der Dicke der Ronde (16) durch radiales Zustellen der Drückrolle (40) erfolgt, wobei die Drückrolle (40) gleichzeitig die Ronde (16) mit einer definierten Axialkraft axial gegen das Werkzeug (18) drückt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bis zum Erzeugen des Kraft- und/oder Formschlusses die Ronde (16) mittels einer separaten Halteeinrichtung, insbesondere einer Magnetspanneinrichtung oder einer Vakuumspanneinrichtung, an dem Werkzeug gehaltert wird.
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