DE10033089A1

DE10033089A1 - Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteiles mit Nabe

Info

Publication number: DE10033089A1
Application number: DE10033089A
Authority: DE
Inventors: Udo Friese
Original assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Current assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2001-08-23
Also published as: KR100530936B1; US6688149B2; US20030009884A1; KR20020086533A

Abstract

Bei einem Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteils - insbesondere eines Getriebebauteils - mit Nabe (15), wobei die Nabe (15) ein Stufenloch (17) aufweist, mittels Kaltverformung im Drückverfahren, wird aus einer rotierenden Metallronde (1) mit einem Durchgangsloch (5) die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene erstreckende Nabe (15) mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle (11) dadurch ausgeformt, daß die Drückrolle (11) zumindest zeit- und abschnittsweise in die Metallronde (1) eintauchend radial von außen nach innen zugestellt wird, wobei am Innenumfang der Nabe (15) ein sich von der Nabe (15) im wesentlichen nach innen erstreckender, das Stufenloch (17) bildender Materialsteg dadurch ausgebildet wird, daß beim Ausformen der Nabe (15) zumindest ein Abschnitt eines Vorsetzers (7) beabstandet zur Metallronde (1) angeordnet wird, so daß beim Ausbilden der Nabe (15) Material der Metallronde (1) in den Bereich zwischen der Metallronde (1) und diesen Abschnitt des Vorsetzers (7) fließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteils - insbe sondere eines Getriebebauteils - mit Nabe, wobei die Nabe ein Stufenloch aufweist, mittels Kaltverformung im Drückverfahren, bei dem aus einer rotierenden Metallronde mit einem Durchgangsloch die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene er streckende Nabe mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle dadurch ausgeformt wird, daß die Drückrolle zumindest Zeit- und abschnittsweise in die Metallronde ein tauchend radial von außen nach innen zugestellt wird, sowie eine nach einem derarti gen Verfahren herstellbare Nabe.

Das grundlegende Verfahren zur Herstellung einer Nabe im Drückverfahren ist aus der WO 94/20235 bekannt. Dieses Verfahren findet seine Weiterentwicklung in der DE 44 44 526 C1, nach deren Lehre lediglich die äußere Umfangskante der Blechplatine während des Drückverfahrens dadurch abgestützt wird, daß sich ein Widerlagerfutter abstützend gegen die Umfangskante der Metallronde anlegt.

Aus der US 5,951,44 sowie parallelen Schriften der zu dieser Schrift gehörigen Patent familie ist es ferner bekannt, bei Naben von Riemenscheiben dadurch ein Stufenloch bzw. ein sogenanntes "blind hole" auszubilden, daß ein gestufter Vorsetzer eine Durchgangsbohrung derart durchsetzt, daß eine Kante/Ringfläche des Vorsetzers, der am Außenumfang der im Widerlagerfutter gehaltenen Metallronde, auf der Metallron de aufliegt und der die Durchgangsbohrung der Metallronde durchsetzende Abschnitt des Vorsetzers einen Innendurchmesser aufweist, welcher dem der Metallronde ent spricht. Hierdurch bleibt beim Ausbilden der Nabe ein innerer Steg an der Nabe ste hen, so daß sich das Stufenloch ausbildet, welches in manchen Anwendungsfällen entweder konstruktiv notwendig ist oder aber abgedreht werden kann, beispielsweise, um den Kanten der Innenkontur eine besondere Form zu geben. Die Stufenlochgeo metrie der Nabe nach dem Drücken entspricht stets der Dicke der Metallronde in die sem Bereich vor dem Ausformen der Nabe.

Die Erfindung zielt gegenüber diesem Stand der Technik darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, mit dem anders als beim Stand der Technik auch Naben mit Stufenlochgeo metrien realisierbar sind, welche sich von der Ausgangsdicke der Metallronde in die sem Bereich unterscheiden.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1. Es wird also am Innenumfang der Nabe ein sich von der Nabe im wesentlichen nach innen er streckender Materialsteg dadurch ausgebildet, daß beim Ausformen der Nabe zumin dest ein Abschnitt eines Vorsetzers beabstandet zur Metallronde angeordnet wird, so daß beim Ausbilden der Nabe Material der Metallronde in den Bereich zwischen der Metallronde und dem Vorsetzer fließt und derart das Stufenloch formt.

Die Erfindung wendet sich damit von der US 5,951,422 ab, nach welcher der Vorset zer vor der Umformung direkt auf der Ronde aufliegt, um einen Materialfluß im Be reich des auszubildenden Stufenloches zu verhindern. Sie kehrt die Lehre dieser Schrift sogar ins Gegenteil, denn dadurch, daß sie den Vorsetzer nicht an der Ronde auflegt. sondern derart anordnet, daß ein Materialfluß auch im Bereich des Innen durchmessers der Nabe erfolgt, ist es möglich, der Nabe im Bereich des Stufenlochs eine variable Geometrie zu geben, welche im Bereich des Stufenloches der Geome triegebung des Vorsetzers entspricht.

So weist nach einer bevorzugten Variante der Erfindung der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung außerhalb der Durchgangsbohrung einen sich verbreiternden Durchmesser auf, so daß der Bereich des Steges bei der Herstellung der Nabe gegenüber der Ausgangsdicke der Metallronde erhöht wird, was bei der US 5,951,422 nicht möglich war.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung mit einem oder mehreren Durchmesser(n) versehen, der/die kleiner ist/sind als der Durchmesser der Durchgangsbohrung, so daß beim Ausbilden der Nabe Material vom inneren Durchmesser der Metallronde aus nach in nen fließt und der Durchmesser und/oder die Höhe des Steges der Nabe gegenüber der Ausgangsdicke der Metallronde verringert wird. Es ist also überraschend auch mög lich, den Steg dünner bzgl. seiner Dicke und kleiner bzgl. seines Durchmessers als das Ausgangsmaterial der Metallronde auszubilden, wenn die Metallronde mit einer ent sprechend großen Durchgangsbohrung versehen wird, in welche der Vorsetzer mit ei nem Stufungsbereich eintaucht. Auch dies war nach der Lehre der US 5,951,422 nicht möglich.

Gegenüber dem Stand der Technik der US 5,951,422 wird also die mögliche Varian tenvielfalt beim Schaffen von Naben aus einer Form einer Ausgangsronde deutlich erhöht, ohne daß sich die eigentliche Nabenherstellung verkompliziert, denn das Me tall "fließt" beim Herstellen der Nabe quasi "automatisch" in den Bereich zwischen der Metallronde und dem von diesem beabstandet angeordneten Vorsetzer.

Der Innenumfangssteg im Bereich des Stufenloches kann mit Hilfe der Erfindung na hezu jede beliebige Form annehmen. Wird der Vorsetzer konisch ausgebildet (zumin dest im Bereich des in die Durchgangsbohrung tauchenden Abschnittes), nimmt auch der Steg in diesem Bereich eine konische Form an. Analog lassen sich im Bereich des Innenumfangs auch weitere Konturen ausbilden, z. B. beliebige Krümmungen oder Stufungen aller Art.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausfüh rungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a,b ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Nabe;

Fig. 2a,b ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Nabe; und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Nabe nach dem Stand der Technik.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Metallronde (Blechplatine) 1 dargestellt, welche an ihrem Außenumfang von einem Werkzeug 3 gehalten wird, wobei die Durchgangsbohrung 5 der Metallronde ein gestuft ausgebildeter Vorsetzer 7 mit konischer Zentrierspitze 8 durchdringt. Da die Stufung 9 beabstandet zur Blechronde ausgebildet ist, wird beim Bewegen einer rotierenden Drückrolle 11 mit einem Absatz 13 zum Begrenzen der radialen Erstreckung von außen nach innen aus der Metallronde nicht nur die Nabe 15 gedrückt, sondern es wird auch Material zwischen den Vorsetzer 7 und die Metallron de 3 gedrückt, welches das Stufenloch 17 ausbildet, dessen Steghöhe S nunmehr grö ßer ist als die Ausgangsdicke B der Metallronde. Das Stufenloch 17 wird also aus Material der Metallronde 1 gebildet, das aus der Metallronde 1 heraus in den eigentli chen Stufenlochbereich fließt bzw. gedrückt wird.

Nach Fig. 2 wird dagegen eine Steghöhe S2 realisiert, welche kleiner ist als die Dicke B der Metallronde 1, wobei ferner auch der Durchmesser des Stufenlochs 17 kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung der Metallronde 1. Bei dieser Herstel lungsvariante wird zunächst die Ronde 1 im Werkzeug 3 am Außendurchmesser fixiert und mit seiner Stufung 9 in die Durchgangsbohrung eingeführt. Die Stufung 9 führt zur Ausbildung einer Anschlagkante bzw. eines Stufenloches 17 mit einem verringer ten Durchmesser gegenüber dem Ausgangsdurchmesser der Ronde und mit einer ver ringerten Höhe des Steges im Stufenloch 17.

Bezugszeichen

1

Metallronde

3

Werkzeug

5

Durchgangsbohrung

7

Vorsetzer

8

Zentrierspitze

9

Stufung

11

Drückrolle

13

Absatz

15

Nabe

17

Stufenloch
S1, S2 Stegbreite
B Metallrondenbreite

Claims

1. Verfahren zur spanlosen Herstellung eines Bauteils - insbesondere eines Getriebebau teils - mit Nabe, wobei die Nabe ein Stufenloch aufweist, mittels Kaltverformung im Drückverfahren, bei dem

a) aus einer rotierenden Metallronde mit einem Durchgangsloch die sich im wesentlichen radial zur Metallrondenebene erstreckende Nabe mittels mindestens einer rotierenden Drückrolle dadurch ausgeformt wird, daß die Drückrolle zumindest Zeit- und abschnittsweise in die Metallronde eintauchend radial von außen nach innen zugestellt wird,
b) wobei am Innenumfang der Nabe ein sich von der Nabe im wesentlichen nach innen erstreckender, das Stufenloch bildender Materialsteg dadurch ausgebildet wird, daß beim Ausformen der Nabe zumindest ein Abschnitt eines Vorsetzers beabstandet zur Metallronde angeordnet wird, so daß beim Ausbilden der Nabe Material der Metallronde in den Bereich zwi schen der Metallronde und diesen Abschnitt des Vorsetzer fließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorsetzer mit Ab schnitten mit zumindest zwei verschiedenen Durchmessern verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein gestufter Vorset zer verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer eine Außenkontur mit zumindest abschnittsweise konischer und/oder ge krümmter Form aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer oder ein von diesem getrennt ausgebildeter Stift die Durch gangsbohrung der Metallronde durchsetzt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung außer halb der Durchgangsbohrung einen sich verbreiternden Durchmesser aufweist, so daß der Bereich des Steges bei der Herstellung der Nabe gegenüber der Aus gangsbreite der Metallronde vergrößert wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsetzer und/oder der Stift im Bereich der Durchgangsbohrung mit ei nem oder mehreren Durchmesser(n) versehen sind, der/die kleiner ist/sind als der Durchmesser der Durchgangsbohrung, so daß beim Ausbilden der Nabe Material vom inneren Durchmesser der Metallronde aus nach innen fließt und der Durchmesser und/oder die Höhe des Steges der Nabe gegenüber dem Aus gangsmaß der Metallronde verringert wird.

8. Nabe mit Stufenloch, die aus einer Metallronde im Drückverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der das Stufenloch (17) bildende Steg eine bezogen auf die Ebene der Metallronde (1) radial sich erstreckende Höhe (S1, S2) aufweist, die kleiner oder größer ist als die Dicke der Metallronde (1).

9. Nabe mit Stufenloch, die aus einer Metallronde im Drückverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Steg begrenzte lichte Durchmesser des Stufenloches (17) kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsbohrung (5).