EP1984131A2 - Rollwerkzeug mit integrierter ziehstufe - Google Patents

Rollwerkzeug mit integrierter ziehstufe

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Publication number
EP1984131A2
EP1984131A2 EP07711179A EP07711179A EP1984131A2 EP 1984131 A2 EP1984131 A2 EP 1984131A2 EP 07711179 A EP07711179 A EP 07711179A EP 07711179 A EP07711179 A EP 07711179A EP 1984131 A2 EP1984131 A2 EP 1984131A2
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EP
European Patent Office
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tool
profile
workpiece
rollumformverfahren
profile rollers
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EP07711179A
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EP1984131B1 (de
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Dietmar Schlayer
Hans-Joachim Pieperhoff
Frank Beig
Norbert Ziesel
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Mueller Weingarten AG
Original Assignee
Mueller Weingarten AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D15/00—Corrugating tubes
    • B21D15/02—Corrugating tubes longitudinally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/28—Deep-drawing of cylindrical articles using consecutive dies

Definitions

  • the invention relates to a rolling method and a tool for the production of cylindrical workpieces, with longitudinal grooves, by means of forming rollers with improved storage.
  • an optional integrated in the tool drawing stage should be upstream of the actual rolling process.
  • profile bodies such as disc carriers of clutches, toothed belt pulleys or similar workpieces with a cylindrical basic structure
  • high accuracies and precision are often required.
  • accuracy and surface quality are important.
  • DE 20 17 709 A1 discloses a suitable method.
  • a special rolling tool makes it possible to produce the workpiece from a blank having a smooth outer contour by means of a press, with each press stroke forming a workpiece from a blank. With each press stroke, a rolling process takes place in which the profile rollers press the desired outer profile into the lateral surface of the workpiece.
  • the profile rollers are arranged in a lower tool along the ümfanges of the workpiece to be machined. If the workpiece is pressed between the rollers by means of an upper tool fastened to the plunger of the press, these are supported on support rollers with appropriate mounting.
  • the lower tool can be built rotationally symmetrical, wherein the profile of the workpiece generating individual profile rollers are regularly distributed at a uniform angle to each other along the Ümfanges of the workpiece.
  • the individual grooves produced by the respective profile rollers are virtually identical to one another. In particular, a paragraph-free contour is achieved.
  • a further disadvantage in the embodiment described above lies in the structural design of the profile roller support via the support rollers. Although this design allows a reduced profile roller diameter, but is structurally very complex and costly due to the arrangement of the support rollers intensive. In addition, this results in a large height of the tool.
  • the invention has for its object to develop a method and a tool in which both the forming of a board to a blank, as well as the roll forming takes place on the blank in a common device during a press stroke.
  • the height of the tool should be reduced by a new type of roller bearing profile.
  • the invention is based on the idea to use the downward stroke of a forming press for a combined forming process, consists of deep drawing and Rollumformen within a tool. It has the advantageous effect that the height of the tool part, which is provided for the roll forming, is significantly reduced by a novel profile roller bearing.
  • the storage of the profile rolls consists of two halves of the bearing shell, which surround the profile rolls on the predominant part of the circumference of the profile rolls. On the workpiece side facing the profile rollers and the bearing shell halves protrude. Between the profile rollers and the bearing shells lubricant is introduced via a pressure lubrication.
  • Bearing halves are preferably made solid and only slightly higher in height than the scope of the profile rollers. This makes it possible to attach a draw ring in the upper area of the tool. This drawing ring, together with the stamp upper part, which is firmly connected to the plunger, the task of deep-drawing required for the rolling cylindrical blank from a flat board. This is preferably done without a sheet holder. However, the structure of the tool also allows it to perform the drawing process by means of an additionally installed plate holder.
  • FIG. 1 shows the tool 1 according to the invention in a sectional view.
  • the tool 1 consists of a drawing unit 6 and a roller unit 7.
  • the drawing unit 6 in turn consists of a punch upper part 2, which is fixedly connected to the plunger 4 and a punch base 3, which is vertically movable via the lifting unit 5.
  • FIG. 2 shows a position during the roll forming process.
  • the roller unit 7 with the upper bearing shell 11 and the lower bearing shell 12 can be seen:
  • the two bearing shell halves 11, 12 serve to receive or support the profile rollers 13. These profile rollers 13 are distributed around the circumference of the roller unit 7.
  • the blank 10 is now passed by the vertical downward movement of the plunger 4 with the punch upper part 2 of the profile rollers and thereby receives the resulting from the arrangement of the profile rollers L Lucassnutenprofil on the outer diameter.
  • a lubrication connection 14 can be seen at the outer edge of the tool 1 according to the invention.
  • this lubrication connection 14 and via the lubrication line 15 is pressed by means of a pressure lubrication lubricant between the bearing shell halves 11, 12 and the profile rollers.
  • This lubricant envelops the profile rollers 13 and, in the area in which the profile rollers 13 engage the blank 10, emerges from the bearing shells and is supplied to a lubricant circuit.
  • the lubricant outlet in the area of forming favors the roll forming process and results in a quality improvement of the roller result.
  • the plunger 4 moves with the upper punch part 2 back up, while the finished formed workpiece is also driven by the lifting unit 5 upwards. Subsequently, the workpiece 10 can be gripped by an automation device and transported further. After a new board 8 is inserted into the tool 1 according to the invention, the combined drawing and roll forming can start anew.
  • the rolling unit 7 can be arranged several times one above the other so as to enable multi-stage roll forming. It is also conceivable that the drawing unit 6 is additionally equipped with a regulated sheet holder.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

"Rollwerkzeug mit integrierter Ziehstufe"
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Rollverfahren und ein Werkzeug zur Herstellung von zylindrischen Werkstücken, mit Längsnuten, mittels Umformrollen mit einer verbesserten Lagerung. Außerdem soll optional dem eigentlichen Rollvorgang eine in das Werkzeug integrierte Ziehstufe vorgeschaltet werden.
Stand der Technik
Bei der Fertigung von Profilkörpern, wie beispielsweise Lamellenträger von Kupplungen, Zahnriemenscheiben oder ähnlichen Werkstücken mit einer zylindrischen Grundstruktur, werden häufig hohe Genauigkeiten und Präzision gefordert. Insbesondere kommt es auf Genauigkeit und die Oberflächenqualität an.
Bei den beschriebenen Werkstücken handelt es sich um hochwertige Fertigungsteile, welche teilweise in großer Stückzahl hergestellt werden. Somit sind neben den qualitativen Merkmalen auch die Kosten und die Ausbringung wichtige Kriterien bei einer Produktionsanlage für solche Werkstücke. Zur Herstellung der oben beschriebenen Werkstücke offenbart die DE 20 17 709 Al ein geeignetes Verfahren. Ein spezielles Rollwerkzeug ermöglicht es, das Werkstück aus einen Rohling mit glatter Außenkontur mittels einer Presse herzustellen, wo- bei jeder Pressenhub aus einem Rohling ein Werkstück ausformt. Bei jedem Pressenhub läuft ein Walzenvorgang ab, bei dem die Profilrollen das gewünschte Außenprofil in die Mantelfläche des Werkstückes eindrücken. Die Profilrollen sind dabei in einem Unterwerkzeug entlang des ümfanges des zu bearbeitenden Werkstückes angeordnet. Wird das Werkstück mittels eines am Stößel der Presse befestigten Oberwerkzeuges zwischen die Rollen gepresst, stützen sich diese an Stützrollen mit entsprechender Lagerung ab.
Das Unterwerkzeug lässt sich rotationssymetrisch aufbauen, wobei die das Profil des Werkstückes erzeugenden einzelnen Profilrollen regelmäßig und mit einheitlichem Winkel zueinander entlang des Ümfanges des Werkstückes verteilt sind. Infolge dessen und infolge der sich ergebenden rotationssymmetrischen Kräfteaufteilung während eines Umformvorganges sind die einzelnen von den jeweiligen Profilrollen hergestellten Nuten untereinander praktisch gleich. Es wird insbesondere eine absatzfreie Kontur erreicht.
Der Nachteil des Verfahrens ist, dass vor dem Rollverfahren bereits ein konturnah vorgeformter Rohling vorhanden sein muss. Das heißt, der Rohling muss in einem separaten Umformverfahren, beispielsweise einem Ziehverfahren hergestellt werden. Ein weiterer Nachteil in der oben beschriebenen Aus- führung liegt im konstruktiven Aufbau der Profilrollenabstüt- zung über die Stützrollen. Diese Ausführung ermöglicht zwar einen verkleinerten Profilrollendurchmesser, ist aber baulich durch die Anordnung der Stützrollen sehr aufwendig und kosten- intensiv. Außerdem resultiert daraus eine große Bauhöhe des Werkzeuges .
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und ein Werkzeug zu entwickeln, bei denen sowohl das Umformen einer Platine zu einem Rohling, als auch die Rollumformung am Rohling in einer gemeinsamen Vorrichtung während eines Pressen- hubes erfolgt. Außerdem soll durch eine neue Art der Profilrollenlagerung die Bauhöhe des Werkzeuges verringert werden.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 und ausgehend von einem Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 5 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Werkzeugs angegeben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den abwärts gerichteten Hub einer Umformpresse für einen kombinierten Umformvorgang, besteht aus Tiefziehen und Rollumformen innerhalb eines Werkzeuges zu nutzen. Vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass die Bauhöhe des Werkzeugteiles, welches für die Rollumformung vorgesehen ist, durch eine neuartige Profilrollenlagerung deutlich reduziert wird. Die -Lagerung der Profilrollen besteht aus zwei Lagerschalenhälften, welche die Profilrollen auf dem überwiegenden Teil der Umfange der Profilrollen umhüllen. Auf der der Werkstück zugewandten Seite ragen die Profilrollen und den Lagerschalenhälften hinaus. Zwischen den Profilrollen und den Lagerschalen wird Schmiermittel über eine Druckschmierung eingebracht. Die beiden - A -
Lagerschalenhälften sind vorzugsweise massiv ausgeführt und in ihrer Bauhöhe nur unwesentlich höher als der Umfang der Profilrollen. Dies ermöglicht im oberen Bereich des Werkzeuges einen Ziehring anzubringen. Dieser Ziehring hat zusammen mit dem Stempeloberteil, welches mit dem Stößel fest verbunden ist, die Aufgabe, den für den Rollvorgang erforderlichen zylindrischen Rohling aus einer ebenen Platine tiefzuziehen. Dies geschieht vorzugsweise blechhalterlos . Der Aufbau des Werkzeuges lässt es allerdings ebenso zu, den Ziehvorgang mittels eine zusätzlich installierten Blechhalters durchzuführen.
Aufgrund der geringen Bauhöhe des erfindungsgemäßen Werkzeuges ist es ebenso denkbar, dass mehrere Rollensätze in Hubrichtung eingebaut werden und somit der Rollenumformvorgang mehrstufig erfolgen kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem, anhand der Zeichnungen dargestellten Ausführungs- beispiel.
Es zeigen:
Figur 1 Werkzeug mit Stempel und Platine zu Beginn des Tiefziehvorganges
Figur 2 Werkzeug mit Stempel und Rohling während des Rollumformvorganges
Figur 3 Rolleinheit in einer Draufsicht Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Werkzeug 1 in einer Schnittdarstellung. Das Werkzeug 1 besteht aus einer Ziehein- heit 6 und einer Rolleinheit 7. Die Zieheinheit 6 wiederum besteht aus einem Stempeloberteil 2, welches fest mit dem Stößel 4 verbunden ist und aus einem Stempelunterteil 3, welches über die Hubeinheit 5 vertikal verfahrbar ist.
In Figur 1 ist die Position zu Beginn des Ziehvorganges dargestellt. Der Stößel 4 mit dem Stempelunterteil 2 hat sich bereits soweit nach unten bewegt, dass die Umformung der Platine 8 beginnen kann. Dabei wird die Platine 8 über den Ziehring 9 nach unten gezogen. Das Stempeloberteil 3 wird nach unten ver- drängt. Durch die Kontur des Stempeloberteils 2 sowie durch die Ausgestaltung des Ziehrings 9 ergibt sich nach dem Ziehvorgang ein Rohling 10, der als Ausgangsform für den sich anschließenden Rollumformvorgang dient.
In Figur 2 ist eine Position während des Rollumformvorganges dargestellt. Zu sehen ist die Rolleinheit 7 mit der oberen Lagerschale 11 und der unteren Lagerschale 12: Die beiden Lagerschalenhälften 11, 12 dienen zur Aufnahme bzw. Lagerung der Profilrollen 13. Diese Profilrollen 13 sind am Umfang der Rolleinheit 7 verteilt angeordnet. Der Rohling 10 wird nun durch die vertikale Abwärtsbewegung des Stößels 4 mit dem Stempeloberteil 2 an den Profilrollen vorbeigeführt und erhält dadurch das sich aus der Anordnung der Profilrollen ergebende Längsnutenprofil am Außendurchmesser. Am äußeren Rand des er- findungsgemäßen Werkzeuges 1 ist ein Schmieranschluss 14 zu sehen. Über diesen Schmieranschluss 14 und über die Schmier- leitung 15 wird mittels einer Druckschmierung Schmiermittel zwischen die Lagerschalenhälften 11, 12 und die Profilrollen gedrückt. Dieses Schmiermittel umhüllt die Profilrollen 13 und tritt in dem Bereich, in dem die Profilrollen 13 mit dem Roh- ling 10 in Eingriff stehen, aus den Lagerschalen wieder aus und wird einem Schmiermittelkreislauf zugeführt. Der Schmiermittelaustritt im Bereich der Umformung begünstigt den Rollumformvorgang und hat eine Qualitätsverbesserung des Rollergebnisses zur Folge.
Nach dem Umformvorgang bewegt sich der Stößel 4 mit dem Stempeloberteil 2 wieder nach oben, während das fertig umgeformte Werkstück mittels der Hubeinheit 5 ebenfalls nach oben gefahren wird. Anschließend kann das Werkstück 10 von einer Auto- matisierungsvorrichtung gegriffen und weitertransportiert werden. Nachdem eine neue Platine 8 in das erfindungsgemäße Werkzeug 1 eingelegt wird kann die kombinierte Zieh- und Rollumformung von neuem beginnen.
In Figur 3 ist die Anordnung der Profilrollen 13 deutlich zu erkennen. Diese sind im Umfang, entsprechend der Endkontur des Werkstückes 10, angeordnet. Ebenfalls dargestellt ist die untere Lagerschale 12, in der die Profilrollen 13 gelagert bzw. geführt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens . Beispielsweise kann wie bereits erwähnt die Rolleinheit 7 mehrfach übereinander angeordnet werden um so ein mehrstufiges Rollumformen zu ermöglichen. Ebenfalls denkbar ist, dass die Zieheinheit 6 zusätzlich mit einem geregelten Blechhalter ausgerüstet wird.
Bezugszeichenliste
1 Werkzeug
2 Stempeloberteil 3 Stempelunterteil
4 Stößel
5 Hubeinheit
6 Zieheinheit
7 Rolleinheit 8 Platine
9 Ziehring
10 Rohling
11 obere Lagerschale
12 untere Lagerschale 13 Profilrollen
14 Schmieranschluss
15 SchmierIeitung

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zum Herstellen von zylindrischen Werkstücken unter Verwendung eines Rollumformverfahrens, bei dem mittels konzentrisch angeordneten Profilrollen ein Profil am Umfang eines Werkstückes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohling 10, welcher als Ausgangsform für das Rollumformverfahren dient, mittels eines Umformverfahrens, welches dem Rollumformverfahren vorgeschaltet ist aus einer ebenen Platine hergestellt wird und dass dieses Umformverfahren und das Rollumformverfahren unter dem selben Stößel 4 während des selben Stößelabwärtshubes ausgeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformverfahren, welches dem Rollumformverfahren vorgeschaltet ist, ein Tiefziehverfahren ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollumformverfahren, welches sich dem Tiefziehverfahren anschließt, mehrstufig, das heißt mittels mehreren übereinander angeordneten Rolleinheiten 7, erfolgt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefziehverfahren und das Rollumformverfahren mittels eines gemeinsamen Werkzeuges (1) erfolgen.
5. Werkzeug zur Herstellung von zylindrischen Werkstücken unter Verwendung eines Rollumformverfahrens, bei dem mittels konzentrisch angeordneten Profilrollen ein Profil am Umfang eines Werkstückes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sich oberhalb mindestens einer Rolleinheit (7) eine Zieheinheit (6) befindet, innerhalb welcher eine Platine (8) mittels eines Stempeloberteils (2) über einen Ziehring (9) gezogen wird.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskraft vom Stempeloberteil (2) über die Platine (8) auf das Stempelunterteil (3) wirkt, welches während des Umformvorganges nach unten verdrängt wird.
7. Werkzeug nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rolleinheiten (7) übereinander angeordnet sind.
8. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umformung der Platine (8) ein geregelter Blechhalter einsetzbar ist.
9. Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umformvorgang das Werkstück (10) von der Hubeinheit (5) nach oben bewegt wird.
10. Werkzeug zur Herstellung von zylindrischen Werkstücken unter Verwendung eines Rollumformverfahrens, bei dem mittels konzentrisch angeordneten Profilrollen ein Profil am Umfang eines Werkstückes erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rolleinheit (7) aus zwei Lagerschalenhälften (11, 12) besteht, in denen die Profilrollen (13) gelagert sind.
11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Druckschmierung über eine Schmierleitung (15) Schmiermittel zwischen die Lagerschalenhälften (11, 12) und die Profilrollen (13) eingebracht wird.
12. Werkzeug nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel, welches zwischen die Lagerschalenhälften (11, 12) und die Profilrollen (13) eingebracht wird, im Bereich des Umformeingriffes der Profilrollen (13) mit dem Werkstück (10) austritt.
EP07711179A 2006-02-16 2007-02-09 Rollwerkzeug mit integrierter ziehstufe Not-in-force EP1984131B1 (de)

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DE102006007501A DE102006007501A1 (de) 2006-02-16 2006-02-16 Rollwerkzeug mit integrierter Ziehstufe
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EP1984131A2 true EP1984131A2 (de) 2008-10-29
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AT (1) ATE507018T1 (de)
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