DE10144834A1

DE10144834A1 - Vorrichtung zur Herstellung eines eine konzentrische Nabe aufweisenden Formkörpers

Info

Publication number: DE10144834A1
Application number: DE10144834A
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: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-27
Also published as: EP1425120B1; EP1425120A1; ATE390227T1; DK1425120T3; JP2005501732A; CA2458039A1; DE50211980D1; KR20040039342A; ES2304461T3; US20040168496A1; WO2003022483A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine konzentrische Nabe (12) aufweisenden Formkörpers (1) aus einer Ronde (11), mit einer rotierenden Werkzeugplatte (2), auf der die Ronde (11) aufliegt, einer axial und/oder radial zustellbaren Drück- (4) und einer Nachlaufrolle (7) zur Anformung der Nabe (12) um einen konzentrisch angeordneten Werkzeugstift (3), wobei die Drückrolle (4) auf ihrer dem Werkzeugstift (3) zugewandten Seite eine Andruckfläche (6) aufweist, an der das beim Drücken abgenommene Rondenmaterial anliegt, ist so ausgebildet, daß die Andruckfläche (6), bezogen auf die Mittelachse des Werkzeugstiftes (3), geneigt verläuft, und zwar ausgehend von der Ronde (11) nach außen hin.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine konzentrische Nabe aufweisenden Formkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mittels solcher Vorrichtungen hergestellte Formkörper finden in vielen Anwendungsbereichen Verwendung. Die als Drückverfahren bekannte spanlose Herstellung, üblicherweise eine Kaltverformung, zeichnet sich durch vielerlei Vorteile aus, die insbesondere eine rationelle und kostengünstige Herstellung für Serienartikel erlaubt, wie sie beispielsweise als Getriebeteile im Automobilbau eingesetzt werden.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist z. B. aus der WO 94/20235 bekannt. Dabei wird aus einer Metallronde, also einer Blechplatine, die eine Mittelöffnung aufweist, mit Hilfe des Drückverfahrens ein Formkörper hergestellt, der mit einer konzentrischen Nabe versehen ist.

Mit Hilfe der Drückrolle wird aus der Ronde durch radiales Zustellen Material herausgedrückt und in Richtung des Werkzeugstiftes geschoben, wo es durch Anformen an diesen Werkzeugstift zu einer Nabe geformt wird. Bei der Materialverschiebung, die auch als ein Fließen bezeichnet werden kann, erfolgt eine Reduzierung der Rondendicke entsprechend des für die Nabenformung notwendigen Materialabtrags.

Während mit Hilfe der Drückrolle einerseits das Abtragen des Materials aus der Ronde und andererseits das Schieben des Materials in Richtung des Werkzeugstiftes erfolgt, dient die Nachlaufrolle zum einen dazu, ein Aufbiegen der Ronde während des Drückens zu verhindern und zum anderen eine exakte Anformung an den Werkzeugstift durchzuführen. Dabei folgt die Nachlaufrolle der Drückrolle mit geringem Abstand.

Bei den bekannten Vorrichtungen sind die Drückrollen so ausgebildet, daß ihre umlaufende Andruckfläche parallel zur Mittellängsachse des Werkzeugstiftes bzw. der Ronde verläuft, wobei sich die Andruckfläche unmittelbar an die mit der Ronde in Eingriff bringbare Drückkante anschließt.

Beim axialen und radialen Zustellen der Drückrolle baut sich das aus der Ronde gelöste Material vor der Andruckfläche auf und wird bis in den Bereich des Werkzeugstiftes verschoben, wo es dort an diesem entlang fließt bis zu einem Anschlag, der die Höhe der Nabe vorgibt.

Bei dem genannten Materialaufbau an der Andruckfläche entstehen jedoch sehr hohe Kräfte, die auf die Drückrolle einwirken und nicht nur eine entsprechende Dimensionierung der entsprechenden Maschinenbauteile erfordern, sondern auch zu einem relativ hohen Verschleiß führen.

Wie sich gezeigt hat, fließt das sozusagen aufgestauchte Material erst unmittelbar vor der Anlage am Werkzeugstift parallel oder nahezu parallel zu diesem, während es zuvor den Raum eines relativ dicken Wulstes einnimmt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die beim Drücken auftretenden Belastungen reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Wie sich überraschend gezeigt hat, wird durch diese konstruktive Ausgestaltung ein wesentlich geringerer wulstartiger Materialaufbau beim radialen Zustellen der Drückrolle erreicht. Vielmehr fließt das von der Ronde mittels der Drückrolle gelöste Material schon rechtzeitig an der Andruckfläche entlang, wodurch sich naturgemäß eine erheblich geringere Belastung bzw. eine Reduzierung des für das Drücken notwendigen Kraftaufwandes ergibt. Dieser liegt bei einer optimierten Gestaltung der Drückrolle, die nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Neigung von 3-5° vorsieht, um bis zu 40% niedriger als bei einem Drücken nach dem Stand der Technik.

Zwar wird durch die Drückrolle die insoweit vorgeformte Nabe nicht direkt an den Werkzeugstift angedrückt. Dies erfolgt mittels der Nachlaufrolle, deren Andruckfläche parallel zur Mittellängsachse verläuft und mit der die zuvor geringfügig schräggestellte Nabe bzw. die bis dahin etwa eine trichterförmige Gestalt einnehmende an den Werkzeugstift so andrückt, daß sich eine zylindrische Form ergibt.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nachlaufrolle zur Endbegrenzung der Nabe einen Ansatz aufweist, an dem beim Formen die Nabe mit ihrer freien Stirnseite anliegt.

Dabei kann der Werkzeugstift ebenfalls einen Anschlag aufweisen, der die Höhe der Nabe begrenzt. Denkbar ist aber auch, den Werkzeugstift durchgehend glattschaftig auszubilden, so daß hier lediglich die Nachlaufrolle die endseitige Begrenzung der Nabenformung bildet.

Für eine Optimierung der Fertigung ist des weiteren vorgesehen, zwischen dem den Anschlag bildenden Ansatz der Nachlaufrolle und dem Werkzeugstift einen geringen Ringspalt zu belassen, in den überschüssiges Material bei der Nabenformung dringen kann, das bei einer nachfolgenden Nabenbearbeitung abgetragen wird.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen Teilausschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem schematischen Längsschnitt.
In der Figur ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine konzentrische Nabe 12 aufweisenden Formkörpers 1 dargestellt, die eine rotierende Werkzeugplatte 2 in Form eines Futters, eine Drückrolle 4, eine Nachlaufrolle 7 sowie einen Werkzeugstift 3 aufweist.
Die Werkzeugplatte 2 ist mit einer Ausnehmung versehen, in der eine Ronde 11 einliegt, an die mittels der Drückrolle 4 und der Nachlaufrolle 7 die Nabe 12 anformbar ist, wozu die Drückrolle 4 axial und radial, bezogen auf die Mittelachse der Ronde 11, zustellbar ist.
Zur Formgebung wird die zunächst scheibenförmige, mit einem Mittelloch versehene Ronde 11 in die Werkzeugplatte 2 eingelegt und in Rotation versetzt. Mittels einer Drückkante 5 der Drückrolle 4 wird Material der Ronde 11, die zunächst über die Werkzeugplatte 2 hinaus vorsteht, in Richtung des Werkzeugstiftes 3 gedrückt, wobei sich das so weit abgetrennte Material an einer Andruckfläche 6 der Drückrolle 4 abstützt.
Diese Andruckfläche 6 ist gegenüber der Längsachse des Werkzeugstiftes 3, ausgehend von der Ronde 11, nach außen hin geneigt, so daß sich eine zunächst etwa trichterförmige Nabe ausbildet, wie sie rechts in der Zeichnung abgebildet ist.
Der Neigungswinkel α der Andruckfläche 6 beträgt vorzugsweise 3-5°.
Die Nachlaufrolle 7 folgt der Drückrolle 4 unmittelbar nach, wobei sie sich auf der entsprechend bearbeiteten Oberfläche der Ronde 11 abstützt. Auch die Nachlaufrolle 7 weist eine Andruckfläche 13 auf, die allerdings parallel zur Mittelachse des Werkzeugstiftes 3 verläuft. Von daher wird die zunächst geneigte Nabe 12 an den Werkzeugstift 3 gedrückt und kommt dort zur Anlage, so daß sich eine konzentrische zylindrische Form der Nabe 12 herausbildet.
Auf ihrer der Ronde 11 abgewandten Seite weist die Nachlaufrolle 7 einen Ansatz 8 auf, der eine Endbegrenzung bei der Ausbildung der Nabe 12 darstellt und deren Höhenabmaß bestimmt.
In diesem Sinn weist der Werkzeugstift 3 eine umlaufende Schulter 9 auf, die ebenfalls einen Anschlag bildet, an der die Nabe 12 anliegt. Dabei liegen die jeweiligen Anschlagflächen der Schulter 9 und des Ansatzes 8 in einer Ebene.
Wie weiter zu erkennen ist, ist zwischen dem Ansatz 8 und dem Werkzeugstift 3 ein Ringspalt 10 gebildet, in den überschüssiges Material bei der Nabenformung fließen kann, so daß eine im übrigen exakte Ausbildung der Nabe 12 problemlos möglich ist. Dieser überschüssige Teil kann anschließend in einer spanenden Bearbeitung entfernt werden. Bezugszeichenliste 1 Formkörper
2 Werkzeugplatte
3 Werkzeuggriff
4 Drückrolle
5 Andruckfläche
6 Nachlaufrolle
7 Ansatz
8 Schulter
9 Ringspalt
10 Ronde
11 Nabe
12 Andruckfläche

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung eines eine konzentrische Nabe (12) aufweisenden Formkörpers (1) aus einer Ronde (11), mit einer rotierenden Werkzeugplatte (2), auf der die Ronde (11) aufliegt, einer axial und/oder radial zustellbaren Drück- (4) und einer Nachlaufrolle (7) zur Anformung der Nabe (12) um einen konzentrisch angeordneten Werkzeugstift (3), wobei die Drückrolle (4) auf ihrer dem Werkzeugstift (3) zugewandten Seite eine Andruckfläche (6) aufweist, an der das beim Drücken abgenommene Rondenmaterial anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckfläche (6), bezogen auf die Mittelachse des Werkzeugstiftes (3), geneigt verläuft, und zwar ausgehend von der Ronde (11) nach außen hin.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Andruckfläche (6) 3-5°, bezogen auf die Längsachse des Werkzeugstiftes (3), beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachlaufrolle (7) einen Ansatz (8) aufweist, an dem die Nabe (12) in Endstellung anliegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ansatz (8) und dem Werkzeugstift (3) in formender Endstellung der Nachlaufrolle (7) ein Ringspalt (10) gebildet ist.