DE10130679A1

DE10130679A1 - Method and device for producing a rotationally symmetrical component

Info

Publication number: DE10130679A1
Application number: DE10130679A
Authority: DE
Inventors: Gerald Hauf
Original assignee: Johann Hay & Co KG Automo GmbH
Current assignee: Hay Tec Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-02
Also published as: US20030005739A1; EP1270111A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von rotationssymmetrischen Bauteilen im Wege des Walzens. Zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Bauteils mit einem Profil ohne Schrägen aus einem Rohling wird mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, zunächst in einem ersten Schritt einen ringförmigen Rohling mittels Walzen zwischen einer ersten inneren Walze und einer ersten äußeren Walze Durchmesser vergrößernd zu einem Ringprofilteil umzuformen, bis das radiale Wachstum durch Anlage des Ringprofilteiles an wenigstens einer weiteren äußeren Walze begrenzt wird. In einem zweiten Schritt wird das Ringprofilteil zwischen einer zweiten inneren Walze und zumindest einer der äußeren Walzen an seiner inneren und/oder äußeren Umfangsfläche profilgebend umgeformt.The present invention relates to a method and a device for producing rotationally symmetrical components by rolling. In order to produce a rotationally symmetrical component with a profile without bevels from a blank, the present invention proposes, in a first step, first to shape an annular blank by means of rollers between a first inner roller and a first outer roller to enlarge the diameter to an annular profile part until the radial one Growth is limited by contacting the ring profile part with at least one further outer roller. In a second step, the ring profile part is reshaped between a second inner roller and at least one of the outer rollers on its inner and / or outer circumferential surface.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Bauteils im Wege des Walzens. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schiebemuffe für das Schaltgetriebe eines Kfz. The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a rotationally symmetrical component by rolling. The present In particular, the invention relates to a method and an apparatus for producing a Sliding sleeve for the manual transmission of a motor vehicle.

Es gibt zwei Arten des Ringwalzens: Zum Einen das axiale Ringwalzen und zum Anderen das Drückwalzen. Beim axialen Ringwalzen wird ein ringförmiger Rohling als Ausgangsprodukt zwischen einer rotierenden äußeren Walze und einem innen angeordneten Dorn bzw. einer inneren Walze umgeformt. Bei Verkleinerung des Spaltes zwischen dem Dorn bzw. der inneren Walze und der äußeren Walze ergibt sich ein radiales Wachstum des Ringes. Ein relativ kostengünstig herzustellender Rohling wird somit durch das axiale Walzen zu einem ringförmigen Bauteil mit großem Durchmesser umgeformt. Beim Ringwalzen kann die innere Umfangsfläche oder die äußere Umfangsfläche profiliert werden. Ebenso ist es möglich, die Profilgebung an beiden Umfangsflächen in Kombination durchzuführen. Hier besteht jedoch das Problem, den Rohling zwischen einer profilierten äußeren und einer profilierten inneren Walze mit der erforderlichen Genauigkeit zu positionieren und zu halten. Insbesondere beim Anfahren des Walzvorganges besteht die Gefahr, dass der Rohling in axialer Richtung relativ zu den Walzen wandert. Dementsprechend kann die Profilierung nicht oder nur mit unzureichender Genauigkeit an der gewünschten Stelle ausgeformt werden. There are two types of ring rolling: first, axial ring rolling, and second Others press spinning. In axial ring rolling, an annular blank is used as Starting product between a rotating outer roller and an inner one arranged mandrel or an inner roller formed. When the gap between the mandrel or the inner roller and the outer roller result in a radial Growth of the ring. A blank which is relatively inexpensive to produce is thus by axial rolling into a ring-shaped component with a large diameter reshaped. In ring rolling, the inner peripheral surface or the outer Circumferential surface are profiled. It is also possible to profile both Perform peripheral surfaces in combination. The problem here is the blank between a profiled outer and a profiled inner roller with the to position and maintain the required accuracy. Especially when starting the Rolling there is a risk that the blank relative to the in the axial direction Rolling moves. Accordingly, the profiling can not or only with insufficient accuracy can be formed at the desired location.

Beim Drückwalzen wird ein ringförmiger Rohling zwischen mehreren, an der äußeren Umfangsfläche angeordneten Walzen umgeformt. Hierbei ist es möglich, ein Außenprofil an dem Rohling auszuformen. Diese Profile lassen sich herstellen ohne die für das Ringwalzen typischen Schrägen. Mit anderen Worten sind beim Drückwalzen 90° Nuteinstiche möglich. In the case of pressure rolling, an annular blank is formed between several on the outer one Circumferential surface arranged rollers formed. It is possible to have an outer profile to shape on the blank. These profiles can be made without the for Ring rolling typical bevels. In other words, 90 ° when spinning Grooving possible.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen Bauteils, insbesondere einer Schiebemuffe für ein KFZ-Getriebe anzugeben, welches den Durchmesser des eingesetzten Rohlings vergrößert und gleichzeitig Profile ohne Schrägen (90° Einstiche) herzustellen vermag. Proceeding from this, the object of the invention is a method and a Device for producing a rotationally symmetrical component, in particular one Specify sliding sleeve for a motor vehicle transmission, which is the diameter of the used blank enlarged and at the same time profiles without bevels (90 ° recesses) able to manufacture.

Zur Lösung der Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Anspruch 10 angegeben. To achieve the object, a method with the present invention Features of claim 1 specified. The device according to the invention is in Claim 10 specified.

Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 für das Verfahren und 11 bis 14 für die Vorrichtung. Preferred developments result from the dependent claims 2 to 9 for the method and 11 to 14 for the device.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst der ringförmige Rohling mittels Ringwalzen zwischen einer ersten inneren Walze und einer ersten äußeren Walze durchmesservergrößernd zu einem Ringprofilteil umgeformt. Dieses Ringprofilteil weist an seiner äußeren Umfangsfläche und/oder an seiner inneren Umfangsfläche eine Profilierung auf. Dieser erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gestoppt, wenn das Ringprofilteil durch radiales Wachstum zur Anlage an wenigstens einer weiteren äußeren Walze kommt. Die eine oder mehrere äußere Walze sowie die erste äußere Walze sind derart relativ zueinander angeordnet, dass die beim Walzen an dem Ringprofilteil anliegenden Abschnitte der einzelnen Walzen auf einer gemeinsamen Kreisbahn liegen. In einem zweiten Schritt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Ringprofilteil an seiner äußeren Umfangsfläche profilgebend durch zumindest eine derjenigen äußeren Walzen umgeformt, welche am Ende des ersten Schrittes das radiale Wachstum wirksam begrenzen. An seiner inneren Umfangsfläche wird das Ringprofilteil in dem zweiten Schritt gleichfalls profilgebend ohne radiales Wachstum umgeformt, so dass das Herstellen von Profilen ohne Schrägen (z. B. 90° Nuteinstich) möglich wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein fertiges rotationssymmetrisches Bauteil allein durch Walzen erzeugt werden, welches sowohl an seiner inneren Umfangsfläche als auch an seiner äußeren Umfangsfläche profiliert ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann daher das Bauteil in seiner Endkontur bei gleichzeitiger Verfestigung der durch Walzen, insbesondere Kaltwalzen verformten inneren und äußeren Umfangsfläche hergestellt werden. In the method according to the invention, the annular blank is first of all used Ring rolling between a first inner roller and a first outer roller Formed to increase the diameter to form a ring profile part. This ring profile part has on its outer peripheral surface and / or on its inner peripheral surface Profiling on. This first step of the method according to the invention is stopped when the ring profile part by radial growth for contact with at least one other outer roller comes. The one or more outer rollers and the first outer roller The roller is arranged relative to one another in such a way that during rolling on the Ring profile part adjacent sections of the individual rollers on a common Circular path. In a second step, in the method according to the invention Ring profile part on its outer peripheral surface profiling by at least one of those outer rolls, which at the end of the first step the radial Limit growth effectively. The ring profile part is on its inner peripheral surface in the second step also reshaped without radial growth, so that the production of profiles without bevels (e.g. 90 ° groove insertion) is possible. With the process according to the invention can be a finished rotationally symmetrical component are produced solely by rolling, which is both on its inner peripheral surface and is profiled on its outer peripheral surface. With the invention The component can therefore be finished in its final contour with simultaneous solidification of the process inner and outer deformed by rolling, in particular cold rolling Circumferential surface can be produced.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: The invention is explained below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing explained in more detail. In this show:

Fig. 1 einen Rohling vor dem ersten Verfahrensschritt; Fig. 1 shows a blank before the first process step;

Fig. 2 ein durch Umformen des in Fig. 1 gezeigten Rohlings am Ende des ersten Verfahrensschrittes hergestelltes Ringprofilteil und; FIG. 2 shows an annular profile part produced by reshaping the blank shown in FIG. 1 at the end of the first method step;

Fig. 3 eine durch weiteres Umformen des in Fig. 2 gezeigten Ringprofilteils nach Beendigung des zweiten Schrittes hergestellte Schiebemuffe für ein Schaltgetriebe. Fig. 3 is a produced by further forming the profiled annular part shown in Fig. 2 after completion of the second step the sliding sleeve for a manual transmission.

In Fig. 1 ist ein Rohling 1 gezeigt, welcher zylindrische innere und äußere Umfangsflächen 1a, 1b aufweist. Mit Bezugsziffer 2 ist eine erste äußere Walze gekennzeichnet, mit Bezugsziffer 3 eine erste innere Walze. Während bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die erste innere Walze 3 ein Zylinderprofil hat, hat die erste äußere Walze 2 eine profilierte äußere Umfangsfläche mit einer nach innen zulaufenden Ausnehmung, die einen sich in axialer Richtung der Walze 2 erstreckenden Grund 2a hat, von dem ein Vorsprung 2b mit rechteckigem Querschnitt radial nach außen vorsteht. Der Vorsprung 2b verläuft mit seinen Außenflächen rechtwinklig bzw. parallel zu der Drehachse der ersten äußeren Walze 2. In Fig. 1, a blank 1 is shown, which has cylindrical inner and outer peripheral surfaces 1 a, 1 b. Reference number 2 denotes a first outer roller, reference number 3 a first inner roller. While in the exemplary embodiment shown, the first inner roller 3 has a cylindrical profile, the first outer roller 2 has a profiled outer peripheral surface with an inwardly tapering recess which has a base 2 a extending in the axial direction of the roller 2 , from which a projection 2 b with a rectangular cross section protrudes radially outwards. The projection 2 b extends with its outer surfaces at right angles or parallel to the axis of rotation of the first outer roller 2 .

Durch Ringwalzen zwischen der ersten äußeren Walze 1 und der zweiten äußeren Walze 2 wird der in Fig. 1 gezeigte Rohling 1 zu einem in Fig. 2 gezeigten Ringprofilteil 4 umgeformt. Dabei entspricht das Ringprofilteil 4 mit seiner Hüllfläche, welche die äußere Kontur des Ringprofilteils 4 enthält, der Kontur der an der äußeren Umfangsfläche der ersten äußeren Walze ausgebildeten Ausnehmung ohne den Vorsprung 2b. Das Ringprofilteil 4 hat eine sich nach außen öffnende, im Querschnitt sich in radialer Wuchtung vergrößernde Nut 4b, deren Nutenrund durch Anlage gegen die Stirnseite des Vorsprungs 2b beim Walzen geformt ist. Die nach außen sich verbreiternde Querschnittsgeometrie der Nut 4b ergibt sich aufgrund des Materialflusses beim Walzen. Das radial nach außen gedrückte Material ist nicht in der Lage, sich flächig an die Seitenflächen des Vorsprungs 2b zu legen. Vielmehr wird das Material des Rohlings 1 beim Ringwalzen radial nach außen verformt, kann aber nur sehr bedingt in axialer Richtung fließen. The blank 1 shown in FIG. 1 is formed into an annular profile part 4 shown in FIG. 2 by ring rolling between the first outer roller 1 and the second outer roller 2 . The ring profile part 4 with its envelope surface, which contains the outer contour of the ring profile part 4 , corresponds to the contour of the recess formed on the outer peripheral surface of the first outer roller without the projection 2 b. The ring profile part 4 has an outwardly opening groove 4 b which increases in cross-section in radial balancing, the groove round of which is formed by abutment against the end face of the projection 2 b during rolling. The outwardly widening cross-sectional geometry of the groove 4 b results from the material flow during rolling. The radially outwardly pressed material is not able to lie flat on the side surfaces of the projection 2 b. Rather, the material of the blank 1 is deformed radially outward during ring rolling, but can only flow in the axial direction to a very limited extent.

Beim Ringwalzen des in Fig. 1 gezeigten Rohlings 1 zu dem in Fig. 2 gezeigten Ringprofilteil 4 liegen zunächst lediglich die erste äußere Walze 2 und die erste innere Walze 3 an den jeweiligen Umfangsflächen 1a, 1b des Rohlings 1 an. Beim Ringwalzen wächst der Rohling 1 radial nach außen, und zwar so weit, bis weitere, außerhalb des Rohlings 1 angeordnete, hier nicht dargestellte äußere Walzen an der äußeren Umfangsfläche des Ringprofilteils 4 zur Anlage gelangen. Am Ende des ersten Verfahrensschrittes ist das mittels Walzen herzustellende fertige Bauteil, hier eine Schiebemuffe 6 hinsichtlich seiner die Hüllfläche enthaltende Kontur festgelegt. When Ring rolling the blank 1 shown in Fig. 1 to the state shown in Fig. 2 ring profile member 4 are first only the first outer roller 2 and the first inner cylinder 3 at the respective peripheral surfaces 1 a, 1 b of the blank 1 at. In the case of ring rolling, the blank 1 grows radially outward, namely until further outer rollers, which are arranged outside the blank 1 and are not shown here, come to rest on the outer peripheral surface of the ring profile part 4 . At the end of the first method step, the finished component to be produced by means of rolling, here a sliding sleeve 6, is fixed with regard to its contour containing the envelope surface.

Am Ende des ersten Verfahrensschrittes kann - sofern es die Teilekontur erfordert - die erste innere Walze 3 gegen eine zweite innere profilierte Walze 5 ausgetauscht werden. In Fig. 3 ist diese zweite innere Walze 5 profiliert dargestellt, d. h. weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen ballig ausgebildeten Vorsprung 5a auf. At the end of the first process step - if the part contour requires it - the first inner roller 3 can be exchanged for a second inner profiled roller 5 . In Fig. 3, this second inner roller 5 is shown profiled, that is, has a spherical projection 5 a in the embodiment shown.

Diese zweite innere Walze 5 wird in dem zweiten Verfahrensschritt an die innere Umfangsfläche 4a des Ringprofilteils 4 gedrückt und kontinuierlich radial nach außen gefahren, um an der inneren Umfangsfläche 1a des Ringprofilteils 4 eine sich nach innen öffnende Nut 4c auszubilden. Da ein radiales Ringwachstum aufgrund der anliegenden äußeren Walzen nicht mehr möglich ist, fließt das hierbei durch die zweite innere Walze 5 verdrängte Material fließt in den zwischen der Nut 4b und dem Vorsprung 2b befindlichen Freiraum, bis die Kontur der Nut 4b derjenigen des Vorsprungs 2b entspricht. Am Ende des Umformvorgangs schließen die erste äußere Walze 2 und die zweite innere Walze 5 einen dem Querschnittsprofil der hergestellten Schiebemuffe entsprechenden Hohlraum ein. This second inner roller 5 is pressed in the second method step against the inner circumferential surface 4 a of the ring profile part 4 and continuously moved radially outwards in order to form an inwardly opening groove 4 c on the inner circumferential surface 1 a of the ring profile part 4 . Since a radial ring growth is no longer possible due to the adjacent outer rollers, the material displaced here by the second inner roller 5 flows into the space between the groove 4 b and the projection 2 b until the contour of the groove 4 b is that of the Projection 2 b corresponds. At the end of the forming process, the first outer roller 2 and the second inner roller 5 enclose a cavity corresponding to the cross-sectional profile of the sliding sleeve produced.

In dem zweiten Schritt liegen mehrere, vorzugsweise drei in einem Winkel von jeweils 120° zueinander versetzt angeordnete äußere Walzen 2 an der äußeren Umfangsfläche des Ringprofilteils 4 an. Die Kontur der äußeren Umfangsfläche dieser Walzen ist vorzugsweise identisch. Die äußeren Walzen wirken kontinuierlich auf die äußere Kontur des Ringprofilteils 4 ein und verhindern so ein radiales Wachstum des Ringprofilteils. Die Hüllfläche des in Fig. 2 gezeigten Ringprofilteils 4 ist damit identisch mit derjenigen der in Fig. 3 dargestellten Schiebemuffe 6. In the second step, a plurality, preferably three, of outer rollers 2 arranged offset from one another at an angle of 120 ° in each case rest on the outer peripheral surface of the ring profile part 4 . The contour of the outer peripheral surface of these rollers is preferably identical. The outer rollers act continuously on the outer contour of the ring profile part 4 and thus prevent radial growth of the ring profile part. The envelope surface of the ring profile part 4 shown in FIG. 2 is thus identical to that of the sliding sleeve 6 shown in FIG. 3.

Schließlich wird die derart hergestellte Schiebemuffe 6 freigegeben, beispielsweise dadurch, dass eine der äußeren Walzen 2 aus ihrer Position gefahren wird, und aus der Vorrichtung entnommen. Finally, the sliding sleeve 6 produced in this way is released, for example by moving one of the outer rollers 2 out of its position, and removed from the device.

In dem zweiten Verfahrensschritt kann ein eventuelles axial Fließen des Materials durch Anlaufscheiben oder feste, alternativ auch zustellbare Axialwalzen begrenzt werden. Diese Axialwalzen können bezogen auf den Umfang des Ringprofilteils 4 verteilt zwischen den jeweiligen äußeren Walzen 2 angeordnet sein. Bezugszeichenliste 1 Rohling
2 erste äußere Walze
2a Grund
2b Vorsprung
3 erste innere Walze
4 Ringprofilteil
4b Nut (außen)
4c Nut (innen)
5 zweite innere Walze
6 Schiebemuffe
In the second process step, any axial flow of the material can be limited by thrust washers or fixed, alternatively also deliverable axial rollers. These axial rollers can be distributed between the respective outer rollers 2 , based on the circumference of the ring profile part 4 . Reference Signs List 1 blank
2 first outer roller
2 a reason
2 b lead
3 first inner roller
4 ring profile part
4 b groove (outside)
4 c groove (inside)
5 second inner roller
6 sliding sleeve

Claims

1. Method for producing a rotationally symmetrical component, in particular a sliding sleeve for a motor vehicle transmission, in which in a first step annular blank by means of ring rolling between a first inner roller and one the first outer roller is enlarged to form a ring profile part until the radial growth by contacting the ring profile part with at least one further outer roller is limited and in a second step Ring profile part between a second inner roller and at least one of the outer Rolls formed on its inner and / or outer peripheral surface to give a profile becomes.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the second step the radial growth of the ring is limited by the outer rollers.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the second Step the first inner roller is used as the second inner roller.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the first step a roller with a cylindrical rolling surface is used to make a Form ring profile part with cylindrical inner surface.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that between the first and the second step, the first inner roller against one second inner roller with a different profile than the first inner roller is exchanged.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the first step, the blank is profiled on its outer peripheral surface is reshaped.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the second step the ring profile part while maintaining the envelope surface of the Ring profile part containing outer contour is formed.

8. The method according to any one of the preceding claims for the production of a sliding sleeve of a transmission, characterized in that in the first step one too the first peripheral opening opening groove is formed and that in the second step, a second opening to the inner peripheral surface Groove is formed and that the first groove due to the displaced volume is reduced.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the first step is the first groove with a radial direction widening cross-section is formed, which in the second step to a groove with it essentially at right angles to the central longitudinal axis of the ring profile part extending side surfaces is formed.

10. Device for producing a rotationally symmetrical component by forming a blank, in particular a sliding sleeve for a transmission, comprising several outer profiled rollers and two inner rollers, which optionally on the Inside of the component opposite an outer roller for action can be brought, the first inner roller a flat and the second inner roller one has profiled peripheral surface.

11. The device according to claim 10, characterized in that the outer profiled rollers have identically designed peripheral surfaces.

12. The apparatus of claim 10 or 11, characterized in that at least one of the outer rollers is movably supported.

13. Device according to one of claims 11-12, characterized in that at least one of the outer rollers, preferably a stationary roller, is driven.

14. The device according to one of claims 10 to 13, characterized by at least one axial roller that can be advanced to the end face of the component and one of these Mating roller assigned to the axial roller.