DE10147099A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen Teils und zylindrisches Teil mit Keilen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen Teils und zylindrisches Teil mit KeilenInfo
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Abstract
Eine übermäßige Zunahme von Bearbeitungslasten sowie Schäden an einer Verdickungswalze als Ergebnis des Pressens der Verdickungswalze gegen den Rohling von der Außenumfangs-Endfläche werden verhindert, und die Bearbeitung eines zylindrischen Teils mit einem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt wird ermöglicht. Während die Seitenfläche eines Zwischenabschnitts eines Rohlings an einen mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt eines Dorns anstößt und durch diesen gestützt wird, wird eine Verdickungswalze gegen die Sietenfläche des Zwischenabschnitts gepreßt und in die radial nach innen gehende Richtung bewegt. Dadurch wird der Rohling teilweise verdickt, und der verdickte Abschnitt wird in Zahnlücken gepreßt, die in einem Säulenabschnitt des Dorns gebildet sind, wodurch Keile geformt werden.
Description
Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen Teils durch
Fließformen sowie ein zylindrisches Teil mit Innenkeilen, das
unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung herge
stellt ist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum teilweisen Verdicken eines Rohlings
sowie ein Produkt, das unter Verwendung des Verfahrens und
der Vorrichtung hergestellt ist, die vorzugsweise auf einen
Frontdeckel eines Drehmomentwandlers mit Innenkeilen Anwen
dung finden.
Herkömmlich haben einige Teile des Automatikgetriebes
Keile, die an radial nach innen weisenden Positionen gebildet
sind. Zum Beispiel beschreibt die JP-A-9-317848 einen Front
deckel eines Drehmomentwandlers. Dieser Frontdeckel hat In
nenkeile zum Eingreifen in solche Komponenten wie Außenreib
scheiben in einer Überbrückungskupplung, die aus einer Mehr
scheibenkupplung besteht. Bei diesem Frontdeckel ist ein
Trommelteil mit den an seiner Innenumfangsfläche gebildeten
Keilen innerhalb des Frontdeckels aus Blech verschweißt.
Ein zylindrisches Teil mit solchen Keilen, z. B. ein
Frontdeckel, wird durch einstückiges Verschweißen eines
Hauptkörpers und eines weiteren Teils mit den Keilen aufge
baut. Dies erfordert aufwendige Verfahren, z. B. Schweißen,
und verlangt zudem eine fortgeschrittenes Produktionsmanage
ment, das z. B. verhindert, daß Restspritzer als Material im
Produkt verbleiben. Außerdem steigt die Anzahl von Teilen,
was zu erhöhten Kosten führt.
Beispielsweise beschreibt die US-A-5718311 ein Verfahren
zum einstückigen Ausbilden eines Frontdeckelabschnitts und
von Keilnuten durch Fließformen. Bei einem solchen einfachen
Fließformverfahren verringert sich aber die Dicke des mit
Keilen versehenen Abschnitts erheblich. Im Hinblick auf die
Festigkeit ist eine Gegenmaßnahme notwendig, z. B. Ausbilden
der gesamten Struktur aus einem dicken Rohling. Formt man
aber nicht nur den Keilabschnitt, sondern den gesamte Aufbau
mit einer großen Dicke, so führt dies zu zusätzlichen Proble
men wie erhöhtem Gewicht des Drehmomentwandlers.
Zur Lösung dieser Probleme wurde vom Anmelder ein Ver
fahren zur Herstellung eines zylindrischen Teils mit Keilen
in der JP-A-11-266062 vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren
wird gemäß Fig. 12(a) ein scheibenförmiger Rohling 1 zwischen
einem Reitstock 2 und einem Dorn 3 festgehalten. Mehrere den
Keilen entsprechende Zahnlücken 3a sind auf der Außenumfangs
fläche des Dorns 3 ausgebildet. Diese Zahnlücken 3a können
sich in Mittelachsen- (Z-Achsen-) Richtung erstrecken oder
können gegenüber der Mittelachse leicht geneigt sein. Gemäß
Fig. 12(b) wird eine Verdickungswalze 5 mit einer tellerför
migen Außenumfangsfläche 5a in Drehung versetzt und in Rich
tung A bewegt, wodurch der Rohling 1 von der Außenumfangs-
Endfläche aus gepreßt wird. Dadurch wird die Dicke des Roh
lings 1 erhöht (von t1 auf t2), und der Rohling 1 wird zum
Dorn 3 gebogen. Gemäß Fig. 12(c) wird danach eine Formwalze 6
in Drehung versetzt und in Richtung B (Z-Achsenrichtung) be
wegt. Dadurch wird der durch die Verdickungswalze 5 verdickte
Abschnitt 1a durch plastische Verformung entlang dem Dorn 3
verteilt, wodurch sich seine Dicke verringert (von t2 auf
t3). Das so verteilte Material wird in die Nuten 3a gedrückt,
was die Keile 1b formt.
Gemäß dem vom Anmelder vorgeschlagenen Fließformen wird
nur der den Keilen 1b entsprechende Abschnitt des Frontdec
kels (zylindrischen Teils) 1 verdickt, und der Frontdeckel
braucht nicht insgesamt verdickt zu werden, was eine Ge
wichtssenkung des Drehmomentwandlers ermöglicht. Allerdings
wird der zum zylindrischen Abschnitt zu formende Rohling ins
gesamt gepreßt, um den dicken Abschnitt zu bilden (siehe Fig.
12(b)), was Umformhärtung bewirkt. Daher fließt das Material
nicht ausreichend in den Raum zwischen den Zähnen 3a des
Dorns 3 im anschließenden Schritt der Bildung der Keile 1b
mit einer Walze 6. Infolge dessen kann die Genauigkeit der
Keile möglicherweise beeinträchtigt sein. Erheblich wird die
ses Problem beim Ausbilden des zylindrischen Teils mit einem
längeren zylindrischen Abschnitt. Zudem wird die Formwalze 6
in Richtung B bewegt. Daher zieht die Formwalze 6 einen
Schulterabschnitt 1e an der Grenze zwischen einem kreisförmi
gen Plattenabschnitt 1c und einem zylindrischen Abschnitt 1d.
Dadurch ist es weniger wahrscheinlich, daß eine ausreichende
Materialmenge im Schulterabschnitt verbleibt, obwohl der
Schulterabschnitt aus konstruktiven Gründen große Spannungen
erfährt.
Weiterhin erfordert dieses Fließformen hohe Bearbei
tungsenergie, um den gesamten Säulenabschnitt des Rohlings 1
zu verdicken. Bei direkter Verwendung des mit einer Stanze
gestanzten Rohlings 1 ist die Genauigkeit der Außenumfangs-
Endfläche 1f nicht ausreichend. Beim Pressen gegen die Außen
umfangs-Endfläche des Rohlings ist die Verdickungswalze 5
großen Lasten ausgesetzt, weshalb der Außenumfang der Verdic
kungswalze 5 durch die rauhe Endfläche 1f des Rohling beschä
digt wird, was zu relativ kurzer Standzeit der Walze führt.
Allerdings würde eine Fertigbearbeitung der Außenumfangs-End
fläche des Rohlings mit hoher Genauigkeit zusätzliche Verfah
ren erfordern, z. B. ein Schneidverfahren.
Vom Anmelder wurde auch eine Antriebsvorrichtung für Hy
bridfahrzeuge vorgeschlagen, bei der ein Elektromotor radial
außerhalb des Drehmomentwandlers 10 gemäß Fig. 13 angeordnet
ist (siehe z. B. die japanische Patentanmeldung 11-84924 und
die japanische Patentanmeldung 11-104540, die zum Anmelde
zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung noch nicht offengelegt
waren). Gemäß Fig. 13 hat ein Frontdeckel 12 eines Drehmo
mentwandlers 10 einen abgestuften Aufbau mit einem sich axial
erstreckenden flachen Abschnitt 12a in einem radialen Zwi
schenabschnitt. Außerdem hat der Frontdeckel 12 einen senk
rechten Abschnitt (Boden) 12b, der sich radial innerhalb des
flachen Abschnitts befindet. Ein mit vergrößertem Durchmesser
ausgeführter Abschnitt 12c ist radial außerhalb des flachen
Abschnitts 13 gebildet, um einen Turbinenläufer 13 aufzuneh
men. Ein Elektromotor 11, der aus einem Anker 12a und einem
Ständer 11b besteht, ist radial außerhalb des flachen Ab
schnitts 12a angeordnet, wobei ein vorbestimmter Raum c zwi
schen dem Anker und dem flachen Abschnitt 12a eingefügt ist.
Die Überbrückungskupplung 15 ist radial innerhalb des flächen
Abschnitts 12a angeordnet.
Die Überbrückungskupplung 15 besteht aus einer Mehr
scheibenkupplung mit mehreren Außenreibscheiben (Zahnkranz-
bzw. treibenden und Gegenscheiben) 16 sowie Innenreibscheiben
(Mitnehmer- bzw. getriebenen Scheiben) 17. Das Trommelteil 19
ist an seinem einen Ende mit dem Frontdeckel 12 verschweißt
und erstreckt sich entlang dem flachen Abschnitt 12a. Innen
keile 19a sind im Trommelteil 19 gebildet. Die Außenreib
scheiben 16 greifen in die Innenkeile 19a ein. Die Innenreib
scheiben 17 greifen in Naben 23 ein, die mit einer Eingangs
welle 22 eines Getriebes 21 (Automatikgetriebe (A/T) oder
stufenloses Getriebe (CVT)) über einen Torsionsdämpfer 20
verbunden sind.
Die Überbrückungskupplung 15 ist mit einem hydraulischen
Druck eines Kolbens 26 verbunden, der durch einen zu einer
Ölkammer 25 geführten hydraulischen Druck angetrieben wird.
Die Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung 15 wird
durch die Belagfläche der Reibteile 16, 17 bestimmt. Wie zu
vor aber beschrieben wurde, stehen die Außenreibscheiben 16
mit den im Trommelteil 19 gebildeten Keilen 19a im Eingriff.
Daher befinden sich die Reibteile radial nach innen im Ver
gleich zu dem Fall, in dem die Keile direkt im Frontdeckel 12
gebildet sind. Außerdem ist auch ihre Länge verringert. Da
durch kann keine ausreichende Belagfläche der Reibteile ge
währleistet sein, weshalb sich keine ausreichende Drehmoment
kapazität der Überbrückungskupplung im Hinblick auf den maxi
mal notwendigen hydraulischen Bemessungswert sicherstellen
läßt.
In dieser Überbrückungskupplung 15 greifen die Außen
reibscheiben 16 in das Trommelteil 19 ein, das ein vom Front
deckel 12 getrenntes Teil ist. Gemäß der vorstehenden Be
schreibung ist es aus Sicht der Herstellung und Funktion vor
teilhaft, das Trommelteil wegfallen zu lassen und die Innen
keile 19a im Frontdeckel selbst zu bilden. Wird aber ein ein
stückiger Frontdeckel 12 durch das o. g. Fließformen (siehe
Fig. 12) hergestellt, kommt es zu folgendem Problem: Gemäß
Fig. 14 stößt beim Pressen des Rohlings 1 mit der Verdic
kungswalze 5 die Außenumfangs-Endfläche 1f des Rohlings 1 an
den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 3c des
Dorns 3 an, der dem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten
Abschnitt 12 entspricht, was die Bearbeitungslasten übermäßig
erhöht. In diesem Fall ist es schwierig, den Abschnitt 1g zu
verdicken, der den Zahnlücken 3a des Dorns 3 entspricht. Da
her lassen sich die Zahnlücken 3a nicht ausreichend mit dem
Material füllen.
Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereit
stellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstel
lung eines zylindrischen Teils durch Fließformen, die das
o. g. Problem durch teilweises Verdicken eines Rohlings lö
sen, sowie eines zylindrischen Teils mit Keilen, das unter
Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung hergestellt
ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche ge
löst.
Daher kann nur ein erforderlicher Abschnitt des Rohlings
um einen erforderlichen Betrag verdickt werden. Dies verrin
gert Schäden am Material und senkt auch die Umformhärtung,
wodurch das zylindrische Teil mit verringerten Bearbeitungs
lasten und geringerer Bearbeitungsenergie genau hergestellt
werden kann.
Zudem stößt die Verdickungswalze an den Rohling von sei
nem Zwischenabschnitt aus an. Auch wenn also eine Scherfläche
oder Bruchfläche als Außenumfangs-Endfläche des Rohlings di
rekt verwendet wird, wird die Verdickungswalze nicht beschä
digt. Zusammen mit den verringerten Bearbeitungslasten kann
dies die Standzeit der Verdickungswalze verbessern. Außerdem
kann der Rohling direkt im gestanzten Zustand verwendet wer
den. Damit entfällt die Notwendigkeit solcher Verfahren wie
Schneiden, was eine verbesserte rationelle Herstellung ermög
licht.
Nach Anspruch 2 wird der Rohling dem Verdickungsschritt
unterzogen, wobei seine Seitenfläche auf dem mit vergrößertem
Durchmesser ausgeführten Abschnitt des Dorns gestützt wird.
Dadurch wird mit der Verdickungswalze das Material zuverläs
sig plastisch verformt und fließt, was eine ausreichende Ver
dickung des Rohlings gewährleistet.
Nach Anspruch 3 wird das Material am verdickten Ab
schnitt in die Zahnlücken im Säulenabschnitt des Dorns ge
preßt, wodurch sich die Keile im verdickten Abschnitt bilden
lassen.
Nach Anspruch 4 kann ein zylindrisches Teil mit einem
verdickten Abschnitt und insbesondere mit Keilen am verdick
ten Abschnitt mit der Formwalze je nach Form des Dorns zuver
lässig hergestellt werden.
Nach Anspruch 5 erleichtert die Verwendung eines solchen
Dorns, der den zylindrischen Abschnitt und den mit erhöhtem
Durchmesser ausgeführten Abschnitt einstückig aufweist, die
genaue Formgebung eines zylindrischen Teils (z. B. eines
Frontdeckels von Fig. 13) mit einem mit vergrößertem Durch
messer ausgeführten Abschnitt, was mit Fließformen herkömm
lich schwierig ist.
Nach Anspruch 6 ermöglicht die Verwendung des Dorns mit
einem beweglichen Abschnitt die Herstellung nicht nur eines
zylindrischen Teils mit einem mit vergrößertem Durchmesser
ausgeführten Abschnitt, sondern auch eines zylindrischen
Teils ohne einen mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten
Abschnitt (abgestuften Abschnitt).
Nach Anspruch 7 wird der verdickte Abschnitt gegen den
Säulenabschnitt des Dorns durch Verwendung der Preßwalze ge
preßt. Dadurch läßt sich die Genauigkeit des dem Säulenab
schnitt entsprechenden flachen Abschnitts und insbesondere
des flachen Abschnitts mit Keilen verbessern.
Nach Anspruch 8 hat die Verdickungswalze eine geneigte
Außenumfangsfläche. Dies verhindert die Erzeugung eines Un
terfüllungsabschnitts an der Verbindungsstelle zwischen dem
Boden und dem flachen Abschnitt des zylindrischen Teils,
d. h. am Schulterabschnitt, der aus konstruktiven Gründen
großen Spannungen ausgesetzt ist. Folglich läßt sich ein fe
stes zylindrisches Teil zuverlässig herstellen.
Nach Anspruch 9 kann eine Herstellungsvorrichtung erhal
ten werden, die die im ersten Aspekt der Erfindung beschrie
benen Wirkungen zuverlässig erreichen kann.
Nach Anspruch 10 kann eine Herstellungsvorrichtung er
halten werden, die die im bevorzugten Aspekt der bevorzugten
Form des ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Wirkungen
zuverlässig erreichen kann.
Nach Anspruch 11 kann eine Herstellungsvorrichtung er
halten werden, die die in der weiteren bevorzugten Form des
ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Wirkungen zuver
lässig erreichen kann.
Nach Anspruch 12 kann eine Herstellungsvorrichtung er
halten werden, die die in der noch weiteren bevorzugten Form
des ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Wirkungen zu
verlässig erreichen kann.
Nach Anspruch 13 kann eine Herstellungsvorrichtung er
halten werden, die die in der anderen bevorzugten Form des
ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Wirkungen zuver
lässig erreichen kann.
Nach Anspruch 14 kann eine Herstellungsvorrichtung er
halten werden, die die in der noch anderen bevorzugten Form
des ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Wirkungen zu
verlässig erreichen kann.
Nach Anspruch 15 kann eine Herstellungsvorrichtung er
halten werden, die die in der noch weiteren anderen Form des
ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Wirkungen zuver
lässig erreichen kann.
Nach Anspruch 16 kann eine Herstellungsvorrichtung er
halten werden, die die in der zusätzlichen weiteren bevorzug
ten Form des ersten Aspekts der Erfindung beschriebenen Wir
kungen zuverlässig erreichen kann.
Nach Anspruch 17 ist der Dorn in Axialrichtung beweg
lich, und die Verdickungswalze sowie die Formwalze sind in
Radialrichtung beweglich. Mit einem solchen einfachen Aufbau
lassen sich zylindrische Teile mit verschiedenen dem Dorn
entsprechenden Formen durch Steuern der Bewegungszeit und
-geschwindigkeit der Kombination aus diesen Elementen leicht
und zuverlässig herstellen.
Nach Anspruch 18 werden die Verdickungswalze und die
Formwalze auf dem Revolverkopf so getragen, daß die Walzen
bedarfsweise nacheinander zum Dorn weisen. Somit kann das zy
lindrische Teil auf automatisierte Weise rationell herge
stellt werden.
Nach Anspruch 19 läßt sich das zylindrische Teil unter
Verwendung der Formwalze, die aus den mehreren unterschiedli
chen Arten von Walzen besteht, mit verbesserter Genauigkeit
herstellen.
Nach Anspruch 20 verfügt das zylindrische Teil über den
Boden mit einer Dicke, die etwa die gleiche wie die des Roh
lings ist, und den flachen Abschnitt mit einem dicken Ab
schnitt, der eine größere Dicke als der Boden hat. Außerdem
sind die Innenkeile auf der Innenumfangsfläche des dicken Ab
schnitts einstückig gebildet. Daher läßt sich ein ausreichend
festes, mit Keilen versehenes zylindrisches Teil mit einem
vorbestimmten Abschnitt als Keilabschnitt erhalten, ohne das
Gesamtgewicht des zylindrischen Teils zu erhöhen.
Nach Anspruch 21 läßt sich ein zylindrisches Teil erhal
ten, das einen mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitt hat, der mit dem anderen Axialende des flachen Ab
schnitts einstückig verbunden ist, und ferner Keile hat, die
im dicken Abschnitt einstückig gebildet sind.
Nach Anspruch 22 sind beim Drehmomentwandler mit einem
flachen Abschnitt und einem mit vergrößertem Durchmesser aus
geführten Abschnitt die Keile direkt auf der Innenumfangsflä
che des flachen Abschnitts gebildet. Daher greifen Außenreib
teile mit großem Durchmesser in die Keile ein, wodurch die
Drehmomentkapazität der Reibteile gewährleistet sein kann.
Nach Anspruch 23 kann in dem Fall, in dem der Außen
durchmesser des Elektromotors im Hinblick auf die fahrzeugin
terne Maßbegrenzung festgelegt ist, der Elektromotor radial
außerhalb des flachen Abschnitts des Frontdeckels angeordnet
sein, um eine solche Maßanforderung zu erfüllen. Außerdem ist
die Belagfläche erhöht, indem die Keile direkt im Frontdeckel
gebildet sind. Daher läßt sich die erforderliche Drehmoment
kapazität der radial innerhalb des flachen Abschnitts befind
lichen Überbrückungskupplung gewährleisten.
Nach Anspruch 24 fließt im Schritt nach dem Verdickungs
schritt, z. B. im Preßschritt oder Formschritt, das Material
im flachen Abschnitt gleichmäßig in den Hohlraum und fließt
nicht zum Schulterabschnitt zurück. Dadurch läßt sich verhin
dern, daß der Boden nahe dem Schulterabschnitt gewölbt (ver
formt) wird.
Nach Anspruch 25 wird das Material auf der Innenumfangs
fläche des flachen Abschnitts im Preßschritt in die Zahnlüc
ken gepreßt. An diesem Punkt fließt das Material im flachen
Abschnitt gleichmäßig in den Hohlraum und fließt nicht zum
Schulterabschnitt zurück. Dadurch läßt sich verhindern, daß
der Boden nahe dem Schulterabschnitt gewölbt (verformt) wird.
Nach Anspruch 26 läßt sich die Herstellung des Zylinder
teils abschließen, indem die Zahnlücken und der Hohlraum im
Preßschritt mit dem Material gefüllt werden. An diesem Punkt
fließt das Material im flachen Abschnitt gleichmäßig in den
Hohlraum und fließt nicht zum Schulterabschnitt zurück. Da
durch läßt sich verhindern, daß der Boden nahe dem Schulter
abschnitt gewölbt (verformt) wird.
Nach Anspruch 27 wird das Material auf der Innenumfangs
fläche des flachen Abschnitts im Preßschritt in die Zahnlüc
ken gepreßt. An diesem Punkt verbleibt ein Abschnitt, der
nicht mit dem Material gefüllt ist, in den Zahnlücken und im
Hohlraum. Daher läßt sich Rückfluß des Materials verhindern,
z. B. wenn der Formschritt nach dem Preßschritt durchgeführt
wird.
Nach Anspruch 28 läßt sich die Herstellung des Zylinder
teils abschließen, indem die Zahnlücken und der Hohlraum im
Formschritt nach dem Preßschritt mit dem Material gefüllt
werden. An diesem Punkt fließt das Material im flachen Ab
schnitt gleichmäßig in den Hohlraum und fließt nicht zum
Schulterabschnitt zurück. Dadurch läßt sich verhindern, daß
der Boden nahe dem Schulterabschnitt gewölbt (verformt) wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1(a) bis 1(c) Darstellungen eines Herstellungsver
fahrens der Erfindung, wobei Fig. 1(a) einen Schritt des Hal
tens eines Rohling zeigt, Fig. 1(b) den Biegeschritt zeigt
und Fig. 1(c) den Verdickungsschritt zeigt;
Fig. 2(a) bis 2(c) Darstellungen der Stufen des Verdic
kungsschritts;
Fig. 3(a) und 3(b) Darstellungen eines Herstellungsver
fahrens der Erfindung, wobei Fig. 3(a) den Preß- (Profilier-)
Schritt zeigt und Fig. 3(b) den Form- (Fließform-) Schritt
zeigt;
Fig. 4 eine Querschnittansicht eines zylindrischen Teils
(Frontdeckel), das durch ein Herstellungsverfahren der Erfin
dung hergestellt ist;
Fig. 5(a) und 5(b) schematische Perspektivansichten un
terschiedlicher Zustände einer Herstellungsvorrichtung der
Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Dornab
schnitts;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Walzeneinheit
für eine Biegewalze;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Walzenein
heit, die aus einem Revolverkopf besteht;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Walzenein
heit, die aus einem Revolverkopf besteht;
Fig. 10(a) bis 10(d) Darstellungen eines Verfahrens zur
Herstellung eines zylindrischen Teils ohne einen mit vergrö
ßertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt, wobei Fig. 10(a)
den Biegeschritt zeigt, Fig. 10(b) den Verdickungsschritt
zeigt, Fig. 10(c) den Preßschritt zeigt und Fig. 10(d) den
Formschritt zeigt;
Fig. 11(a) bis 11(d) jeweils Querschnittansichten zylin
drischer Teile mit unterschiedlichen Formen, die durch das
Herstellungsverfahren hergestellt sind;
Fig. 12(a) bis 12(c) Darstellungen unterschiedlicher
Schritte in einem vom Anmelder bereits vorgeschlagenen Her
stellungsverfahren;
Fig. 13 eine Querschnittansicht einer Antriebsvorrich
tung für Hybridfahrzeuge, die vom Anmelder bereits votge
schlagen wurde;
Fig. 14 eine Querschnittansicht zur Darstellung des
Grunds, weshalb die Herstellung durch das Herstellungsverfah
ren von Fig. 12(a) bis 12(c) schwierig ist;
Fig. 15(a) bis 15(d) Darstellungen des Verdickungs
schritts in einer zweiten Ausführungsfarm der Erfindung;
Fig. 16(a) und 16(b) Darstellungen des Preßschritts in
der zweiten Ausführungsform;
Fig. 17(a) bis 17(d) Darstellungen des Formschritts in
der zweiten Ausführungsform;
Fig. 18 eine vergrößerte Ansicht eines Hohlraums α (Un
terfüllungsabschnitt β);
Fig. 19(a) und 19(b) Darstellungen des Formschritts in
einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 20 eine teilweise Längsschnittansicht des schemati
schen Aufbaus einer Vorrichtung zur Herstellung eines zylin
drischen Teils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 21 eine Längsschnittansicht eines Abschnitts nahe
einem Schulterabschnitt eines becherförmigen Teils gemäß der
vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 22 eine Längsschnittansicht eines Abschnitts nahe
einem Schulterabschnitt eines becherförmigen Teils gemäß ei
ner fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 23 eine Längsschnittansicht eines Abschnitts nahe
einem Schulterabschnitt eines becherförmigen Teils gemäß ei
ner sechsten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 24 eine Längsschnittansicht eines Abschnitts nahe
einem Schulterabschnitt eines becherförmigen Teils gemäß ei
ner siebenten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 25 eine Längsschnittansicht eines Abschnitts nahe
einem Schulterabschnitt eines becherförmigen Teils gemäß ei
ner achten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 26(a) und 26(b) Darstellungen eines herkömmlichen
Verfahrens und einer herkömmlichen Vorrichtung zur Herstel
lung eines zylindrischen Teils;
Fig. 27 eine Darstellung, die zeigt, wie die Dicke des
Schulterabschnitts verringert wird;
Fig. 28 eine Darstellung, die zeigt, wie eine Überwal
zung an einem Fußabschnitt des Schulterabschnitts erzeugt
wird; und
Fig. 29 ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm zur Darstellung
der Beziehung zwischen der auf ein Material ausgeübten Span
nung und der Dehnung.
Zunächst wird anhand von Fig. 1(a) bis Fig. 4 ein Her
stellungsverfahren für ein zylindrisches Teil beschrieben,
das vorzugsweise dazu verwendet wird, einen Frontdeckel des
Drehmomentwandlers für Hybridfahrzeuge gemäß der vorstehenden
Beschreibung zu bilden.
Gemäß Fig. 1(a) wird zuerst ein scheibenförmiger Rohling
1 an einer Endfläche eines Dorns 3 so befestigt, daß er zwi
schen der Endfläche des Dorns 3 und einem Reitstock 2 gehal
ten wird. Die Blechdicke t1 des Rohlings 1 ist etwa die glei
che wie die des regulären Abschnitts des Frontdeckels 12
(d. h. des von einem flachen Abschnitt 12a abweichenden Ab
schnitts). Der Rohling 1 ist durch Stanzen mit einer Stanze
hergestellt und hat ein Mittelloch 1k sowie eine Außenum
fangsfläche 1f. Die durch das Stanzen erzeugten Scherflächen
des Mittellochs 1k und Außenumfangs 1f können ohne weitere
Bearbeitung direkt verwendet werden. Der Dorn 3 ist so ge
formt, daß er der Form des Frontdeckels 12 gemäß Fig. 13 ent
spricht. Insbesondere hat der Dorn 3 eine Endfläche 3b, die
einem senkrechten Abschnitt (Boden) 12b entspricht, der sich
radial nach innen befindet, einen mit erhöhtem Durchmesser
ausgeführten Abschnitt 3c, der einem mit vergrößertem Durch
messer ausgeführten Abschnitt 12c entspricht, der sich radial
nach außen befindet, und einen Säulenabschnitt 3d, der dem
flachen Zwischenabschnitt 12a entspricht. Mehrere Zahnlücken
3a, die Keilen 12f entsprechen, sind über der gesamten Außen
umfangsfläche des Säulenabschnitts 3d in regelmäßigen Abstän
den ausgebildet. Diese Zahnlücken 3a haben jeweils eine vor
geschriebene Länge L in Axialrichtung (siehe Fig. 4). Zu be
achten ist, daß die Zahnlücken 3a parallel zur Achse oder in
einem vorgeschriebenen Winkel zur Achse geneigt ausgebildet
sein können.
Gemäß Fig. 1(b) wird eine Biegewalze 30 anschließend in
Schrägrichtung C relativ zum Dorn 3 so bewegt, daß sie den
Rohling 1 in eine Becherform biegt. Zum Einsatz können eine
oder mehrere Biegewalzen 30 kommen. Realisieren läßt sich
diese Bewegung in Schrägrichtung C durch schräges Bewegen der
Biegewalze 30, wobei der Dorn in Axialrichtung feststeht,
oder durch Bewegen der Biegewalze 30 in Radialrichtung, wäh
rend der drehende Dorn in Axialrichtung bewegt wird. Dadurch
wird eine R-förmige Ecke 30a der Biegewalze 30 gegen den ra
dial nach außen weisenden Abschnitt des Rohlings 1 gepreßt,
damit die Oberfläche des radial nach außen weisenden Ab
schnitts in Berührung mit dem mit vergrößertem Durchmesser
ausgeführten Abschnitt 3c des Dorns 3 an einer vorbestimmten
Position kommt. Zu beachten ist, daß die Ecke 30a eine R-Form
hat, die nicht die Formgebung des Rohlings 1 beeinträchtigt.
Gemäß Fig. 1(c) wird danach eine Verdickungswalze 31 in
Richtung D relativ zum Dorn 3 bewegt, um den Rohling 1 teil
weise zu verdicken. Gemäß Fig. 2(a) bis 2(c) ist die Außenum
fangsfläche 31a der Verdickungswalze 31 um einen vorbestimm
ten Winkel (vorzugsweise 3° bis 7°) zur Linie geneigt, die
parallel zur Achse liegt, so daß ihr Durchmesser in Richtung
vom mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 3c zur
Endfläche 3b des Dorns 3 abnimmt. Die Verdickungswalze 31 hat
eine Ecke 31b, die zum mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten
Abschnitt 3c weist. Die Ecke 31b hat eine R-Form, die etwa
die gleiche oder etwas größer als die eines R-Abschnitts a
des Frontdeckels 12 ist. Der R-Abschnitt a ist ein Abschnitt,
der sich an der Grenze zwischen dem flachen Abschnitt 12a und
dem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 12c
des fertigen Frontdeckels 12 befindet (siehe Fig. 13). Die
Verdickungswalze 31 ist auch in Radialrichtung großen Lasten
ausgesetzt. Daher ist es für die Bearbeitungsstabilität vor
teilhaft, mindestens drei Verdickungswalzen 31 etwa auf der
gleichen Ebene vorzusehen, um die auf den Dorn ausgeübten La
sten aufzuheben. Realisieren läßt sich diese Bewegung in
Richtung D durch ausschließliches Bewegen der Verdickungswal
ze bei feststehendem Dorn in Axialrichtung. Allerdings ist
erwünscht, die Verdickungswalze in Radialrichtung zu bewegen,
während der Dorn in Axialrichtung bewegt wird. In diesem Fall
läßt sich die Bewegung in Richtung D je nach Kombination und
Zeit der jeweiligen Bewegung von Verdickungswalze und Dorns
realisieren.
Gemäß Fig. 2(a) wird im Verdickungsschritt die Verdic
kungswalze 31 in Richtung D1 bewegt, d. h., die Verdickungs
walze 31 wird so bewegt, daß sie einen vorbestimmten Zwi
schenabschnitt 1h des Rohlings 1 gegen einen vorbestimmten
Abschnitt b des mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitts 3c des Dorns 3 preßt. Dadurch wird der vorbestimmte
Seitenabschnitt 1h des Rohlings 1 durch den vorgeschriebenen
Abschnitt b des Dorns 3 gestützt. Gemäß Fig. 2(b) wird die
Verdickungswalze 31 danach in Richtung D2 bewegt, d. h. ent
lang der Kontur des mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitts 3c des Dorns 3. Während der Rohling 1 an der vorbe
stimmten Zwischenseitenposition 1h gestützt wird, bewegt die
Verdickungswalze 31 das Material des Rohlings 1 aus dieser
Position in die radial nach innen gehende Richtung. Dadurch
wird das Material im von der vorbestimmten Position radial
nach außen liegenden Abschnitt teilweise zum Säulenabschnitt
3d des Dorns bewegt, was den Rohling 1 verdickt. Dieser Ver
dickungsschritt wird vom Zwischenabschnitt des Rohlings 1 aus
begonnen. Daher ist es möglich, den Rohling 1 je nach erfor
derlicher Verdickungsmenge teilweise zu verdicken. Damit ver
ringern sich die Formgebungslasten gegenüber dem Verfahren
von Fig. 12. Außerdem berührt die Verdickungswalze 31 nicht
die Außenumfangs-Endfläche 1f des Rohlings 1. Daher hat die
Verdickungswalze eine lange Standzeit, und die Außenumfangs-
Endfläche des Rohlings braucht nicht genau zu sein. Folglich
läßt sich die Außenumfangs-Endfläche des Rohlings im Stanzzu
stand ohne weitere Bearbeitung direkt verwenden.
Gemäß Fig. 2(c) wird der so verdickte Abschnitt 1j zwi
schen dem Säulenabschnitt 3d des Dorns und der Außenumfangs
fläche 31a der Verdickungswalze 31 verteilt, wodurch der Ab
schnitt 1j als verdickter Abschnitt mit einer vorbestimmten
Dicke t4 gebildet wird (t4 < t1). Wie zuvor beschrieben wur
de, ist die Außenumfangsfläche 31a der Verdickungswalze in
Erhöhungswinkelrichtung zur Endfläche des Dorns geneigt. Da
her bewegt sich das Material leicht zu einem Schulterab
schnitt 1e des Rohlings, d. h. einem Schulterabschnitt 12e,
wegen des Aufbaus des Frontdeckels großen Spannungen ausge
setzt ist (siehe Fig. 13). Als Ergebnis läßt sich der Schul
terabschnitt 12e an der Verbindungsstelle zwischen dem senk
rechten Abschnitt (Boden) 12b und dem flachen Abschnitt 12a
zuverlässig verdicken, was die Festigkeit des Frontdeckels 12
verbessert.
Gemäß Fig. 3(a) wird danach eine Preßwalze (Schlichtwal
ze) 32 in die radial nach innen gehende Richtung E bewegt, um
den verdickten Abschnitt 1j zu profilieren (pressen). Zum
Einsatz können eine oder mehrere Preßwalzen 32 kommen. Die
Außenumfangsfläche 32a der Preßwalze 32 erstreckt sich etwa
parallel zur Achse. Die Preßwalze 32 preßt den verdickten Ab
schnitt 1j des Rohlings 1 gegen den Säulenabschnitt 3d des
Dorns 3, wodurch die Außenumfangsfläche des verdickten Ab
schnitt 1j so geformt wird, daß sie ein Profil hat, das dem
des flachen Abschnitts 12a des Frontdeckels 12 entspricht. An
diesem Punkt wird ein Teil des Materials in die Zahnlücken 3a
des Dorns gepreßt.
Gemäß Fig. 3(b) wird danach eine Formwalze 33 zum Fließ
formen in Richtung F relativ zum Dorn bewegt. Für die Bear
beitungsgenauigkeit ist es vorteilhaft, eine Formwalze 33 zu
verwenden, die aus mehreren Walzenarten besteht, z. B. eine
Fertigwalze 33a und eine Grobwalze 33b. Beim Bewegen der Wal
ze 33 in Richtung F bewegt sie sich entlang dem Profil des
Dorns 3. Realisieren läßt sich diese Bewegung in Richtung F
durch ausschließliches Bewegen der Formwalze in Richtung F,
wobei die Realisierung aber vorzugsweise dadurch erfolgt, daß
die Formwalze 33 in Radialrichtung bewegt wird, während der
drehende Dorn 3 in Axialrichtung bewegt wird.
Möglich ist die Bildung der Keile durch den Fließform
schritt auch dann, wenn der Profilier- (Preß-) Schritt ent
fällt. Jedoch ist bevorzugt, den Fließform- (Form-) Schritt
(Fig. 3(b)) durchzuführen, nachdem ein Teil des Materials in
die Zahnlücken 3a des Dorns vorab im Profilierschritt (Fig.
3(a)) gepreßt wird. Der Grund dafür ist folgender: Durch das
Formgebungsverfahren erhält der Rohling 1 im Formschritt eine
vorgeschriebene Form, die der Form des Dorns 3 entspricht.
Außerdem gewährleistet das Formgebungsverfahren, daß das Ma
terial in die Zahnlücken 3a des Dorns fließt, um die Keile
12f zuverlässig zu formen. An diesem Punkt läßt sich verhin
dern, daß eine Unterfüllung im Schulterabschnitt 1e (der dem
Schulterabschnitt 12e des Frontdeckels entspricht) auftritt.
Zu beachten ist, daß gemäß der vorstehenden Beschreibung die
Keile 12f als Keile ausgebildet werden können, die sich par
allel zur Achse erstrecken, oder als Spiralkeile, die je nach
Form der Zahnlücken 3a zur Achse geneigt sind.
Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird der Frontdeckel
12 wie in Fig. 4 gezeigt gebildet. Der Frontdeckel 12 hat ei
nen senkrechten Abschnitt (Boden) 12b, der sich radial nach
innen befindet, einen flachen Abschnitt 12a, der mit dem Bo
den über eine Schulter 12e verbunden ist, Innenkeile 12f, die
auf der Innenumfangsfläche des verdickten flachen Abschnitts
gebildet sind, und einen mit vergrößertem Durchmesser ausge
führten Abschnitt 12c, der radial nach außen angeordnet und
entsprechend einem Turbinenläufer geformt ist. Der Frontdec
kel 12 ist nur im flachen Abschnitt 12a mit den Keilen 12f
verdickt (t2 < t1), und die anderen Teile haben eine kleine
Dicke, die etwa der Blechdicke t1 des Rohlings 1 entspricht,
um den Frontdeckel 12 leicht zu machen. Dieser Frontdeckel 12
erfordert kein solches Teil wie das Trommelteil 19 mit Keilen
(siehe Fig. 13), was das Herstellungsverfahren erleichtert.
Außerdem werden die Keile 12f direkt auf der Innenumfangsflä
che des flachen Abschnitts 12a des Frontdeckels 12 geformt.
Dadurch lassen sich die Keile 12f weiter nach außen in Ra
dialrichtung formen und können im Vergleich zu den Keilen 19a
länger gemacht werden, die im Trommelteil des Frontdeckels
mit gleicher Kontur gebildet sind. Damit ist die Belagfläche
von Reibscheiben 16, 17 einer Überbrückungskupplung 15 (siehe
Fig. 13) erhöht, was eine Erhöhung der Drehmomentkapazität
der Überbrückungskupplung ermöglicht. Als Ergebnis kann ein
Elektromotor 11 im Drehmomentwandlerabschnitt innerhalb der
fahrzeuginternen Maßbegrenzung angeordnet sein. Zusätzlich
wird es möglich, eine Überbrückungskupplung mit der Drehmo
mentkapazität zu konfigurieren, die den maximal erfordetli
chen hydraulischen Bemessungsdruck erfüllt.
Im folgenden wird anhand von Fig. 5(a) bis 9 eine Her
stellungsvorrichtung beschrieben, die das zuvor dargestellte
Herstellungsverfahren durchführen kann. Gemäß Fig. 5(a) und
5(b) weist die Herstellungsvorrichtung der Erfindung einen
Dorn 3 und einen Reitstock 2 auf, die in Z-Achsenrichtung an
geordnet sind. Der Dorn 3 hat einen Säulenabschnitt 3d mit
Zahnlücken 3a sowie einen mit erhöhtem Durchmesser ausgeführ
ten Abschnitt 3(c) (siehe Fig. 4). Walzen sind so um den Dorn
3 angeordnet, daß jede Achse der Walzen parallel zur Z-Achse
ist. Der Dorn 3 wird so angetrieben, daß er in Richtung M
dreht und sich in Z-Achsenrichtung bewegt, d. h. in Richtung
Z. Jede Walze wird so angetrieben, daß sie sich in Radial
richtung bewegt, d. h. in Richtung der entsprechenden Achse
P, Q oder R.
Gemäß Fig. 6 ist ein hydraulischer Zylinder 42 mit dem
Dorn 3 verbunden. Durch Betätigen des hydraulischen Zylinders
42 mit einem Servoventil 43 kann der Dorn 3 in beiden Rich
tungen der Z-Achse bewegt werden, d. h. in den Richtungen Z1,
Z2. Eine solche Bewegung des Dorns 3 wird über eine Kugelum
laufspindel zur Übertragung zu einem Inkrementalwegmeßgeber
bzw. -codierer 46 in Drehung umgewandelt. Der Codierer 46 de
tektiert die Axialposition des Dorns 3 und betätigt das Ser
voventil 43 gemäß dem Detektionsergebnis.
Fig. 7 zeigt eine Walzeneinheit, die vorzugsweise auf
eine einzelne Walze Anwendung findet, z. B. eine Biegewalze
30. Wie beim Dorn 3 ist ein hydraulischer Zylinder 52 mit ei
nem Rahmen 54 verbunden, der die Walze drehbar stützt. Durch
Betätigen des hydraulischen Zylinders 52 mit einem Servoven
til 55 kann die Walze 30 in Radialrichtung bewegt werden
(z. B. in P-Achsenrichtung in Fig. 5(a)). Ein Inkrementalco
dierer 49 detektiert die Position der Walze 30 über eine Ku
gelumlaufspindel 48 und führt die Servosteuerung der Walze 30
je nach Detektionsergebnis durch.
Fig. 8 und 9 zeigen jeweils eine Walzeneinheit mit meh
reren Walzen (z. B. einer Verdickungswalze 31, einer Preßwal
ze 32, einer Grobformwalze 33b und einer Fertigwalze 33a).
Jede Walze wird auf einem Walzenrahmen 50 drehbar radial ge
stützt. Der Walzenrahmen 50 bildet einen Revolverkopf 40, 41.
Der Revolverkopf 40, 41 wird am Umfang des Dorns um die Achse
J, K gestützt, die parallel zur Achse des Dorns ist. Durch
Drehen des Revolverkopfs mit einem Motor weist die ausgewähl
te Walze zum Dorn 3.
Der Revolverkopf 40, 41 ist mit einer Kugelumlaufspindel
53 verbunden. Die Kugelumlaufspindel 53 wird mit einem Motor
51 in Drehung versetzt. Dadurch schwenkt der Revolverkopf 40,
41 in Richtung S, T, so daß die ausgewählte Walze zum Dorn
oder von ihm weg bewegt wird. Ferner sind Inkrementalcodierer
58 und 59 vorgesehen. Der Inkrementalcodierer 58 detektiert
die Drehposition des Revolverkopfs 40, 41, d. h., welche Wal
ze sich an der Arbeitsposition befindet. Der Inkrementalco
dierer 59 detektiert die Radialposition dieser Walze relativ
zum Dorn 3.
Die aus den Revolverköpfen 40, 41 bestehenden Walzenein
heiten können in R-Achsen- bzw. Q-Achsenrichtung gemäß Fig.
5(a) beweglich sein. Allerdings ist bevorzugt, drei solche
Revolverköpfe auf derselben Ebene anzuordnen, um die auf den
Dorn 3 ausgeübten Radiallasten aufzuheben. Insbesondere wir
ken die Walzen in den aus den Revolverköpfen bestehenden Wal
zeneinheiten auf den Dorn 3 in P-, Q- bzw. R-Achsenrichtung
gemäß Fig. 5(a), und die Walzeneinheit für die Biegewalze 30
gemäß Fig. 7 ist auf einer Ebene angeordnet, die sich von der
Ebene unterscheidet, auf der die aus den Revolverköpfen be
stehenden Walzeneinheiten angeordnet sind.
Diese Herstellungsvorrichtung bewegt den Dorn 3 in
Axialrichtung (Richtung Z), während sie ihn dreht, und bewegt
die Walzen 30, 31, 32, 33a, 33b in Radialrichtung. Durch
Steuern der Zeit und Geschwindigkeit solcher Axial- und Ra
dialbewegungen können die Walzen je nach Form des Dorns be
liebig bewegt werden. Die Revolverköpfe 40, 41 können auf der
Grundlage des Arbeitsablaufs nacheinander so gedreht werden,
daß eine erforderliche Walze an einer Arbeitsposition zum
Dorn 3 weist. Dadurch läßt sich ein zylindrisches Teil auf
automatisierte Weise rationell herstellen.
Im folgenden wird anhand von Fig. 10(a) bis 10(d) eine
Ausführungsform beschrieben, die auf ein zylindrisches Teil
ohne einen mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitt wie der o. g. Frontdeckel anwendbar ist. Gemäß dem
Herstellungsverfahren der Erfindung wird der Rohling teilwei
se verdickt, wobei sein Zwischenabschnitt auf dem mit erhöh
tem Durchmesser ausgeführten Abschnitt des Dorns gestützt
wird. Somit kommt das Herstellungsverfahren der Erfindung
vorzugsweise zum Einsatz, um ein Produkt mit einem mit ver
größertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt wie den Front
deckel herzustellen. Durch Verwendung eines Dorns mit einem
beweglichen und mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitt ist das Herstellungsverfahren der Erfindung aber auch
auf ein zylindrisches Teil ohne großen abgestuften Abschnitt
anwendbar, z. B. eine C1-Kupplungstrommel gemäß der Beschrei
bung in der JP-A-9-21448 und eine Underdrive-Trommel gemäß
der Beschreibung in der JP-A-11-82647.
Der in diesem Herstellungsverfahren verwendete Dorn 3
verfügt über einen Formkörper 61 und einen beweglichen Ab
schnitt 62, der einen mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten
Abschnitt 3c hat. Der bewegliche Abschnitt 62 ist auf dem
Formkörper 61 in Achsenrichtung beweglich. Während der beweg
liche Abschnitt 62 an einer vorbestimmten Position nahe einem
Säulenabschnitt 3d des Formkörpers 61 feststehend ist, wird
zunächst der Rohling 1 zwischen dem Dorn 3 und dem Reitstock
2 angeordnet, was Fig. 10(a) zeigt. Danach wird der Rohling 1
unter Verwendung der Biegewalze 30 auf den beweglichen Ab
schnitt 62 gebogen.
Während gemäß Fig. 10(b) der Zwischenabschnitt 1h des
Rohlings 1 auf dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitt 3c des beweglichen Abschnitts 62 des Dorns abgestützt
ist, wird die Verdickungswalze 31 danach in Richtung D rela
tiv zum Dorn bewegt, um den Rohling 1 teilweise zu verdicken.
Der Verdickungsschritt von Fig. 10(b) und der Profilier-
(Preß-) Schritt von Fig. 10(c) sind die gleichen wie die zu
vor anhand von Fig. 1(a), 1(b), 1(c), Fig. 2(a), 2(b), 2(c)
und Fig. 3(a) beschriebenen.
Gemäß Fig. 10(d) wird die bewegliche und mit erhöhtem
Durchmesser ausgeführte Form 62 vom Säulenabschnitt 3d des
Formkörpers 61 in Axialrichtung wegbewegt, was durch einen
Pfeil G gezeigt ist. An dieser Position zieht sich der beweg
liche Abschnitt 62 von der Formgebung des Rohlings 1 zurück
und berührt den Rohling 1 nicht mehr. In diesem Zustand wird
das Fließformverfahren durchgeführt. Im Fließformverfahren
wird die Formwalze 33 in Richtung F entlang der Außenfläche
des Formkörpers 61 bewegt. Dadurch wird der Rohling 1 ge
formt, und der verdickte Abschnitt 1j wird in die Zahnlücken
3a gepreßt, um die Keile 15 zu bilden. Dieses Fließformver
fahren wird zwecks hoher Genauigkeit unter Verwendung unter
schiedlicher Walzen mehrmals durchgeführt, z. B. einer Grob
walze 33b und einer Fertigwalze 33a. Im so hergestellten zy
lindrischen Teil 1' ist ein verdickter Abschnitt 1'j mit ei
ner Dicke t4, die größer als die Dicke t1 des Rohlings ist,
im zylindrischen Abschnitt gebildet, und die Innenkeile 15
sind im verdickten Abschnitt mit hoher Genauigkeit zuverläs
sig geformt.
Das o. g. zylindrische Teil kann durch das in Fig. 12(a)
bis 12(c) gezeigte Verfahren hergestellt werden. Jedoch er
fordert dieses Verfahren zum teilweisen Verdicken des Roh
lings nur eine kleine Last, was eine bessere Standzeit der
Walzen ermöglicht. Außerdem senkt dieses Verfahren die not
wendige Energie für die Bearbeitung und unterdrückt ferner
die Umformhärtung sowie die durch den verringerten Material
fluß bewirkte Materialbeeinträchtigung, wodurch sich die Aus
beute verbessern läßt.
Gemäß dem Herstellungsverfahren unter Verwendung des be
weglichen Abschnitts lassen sich die folgenden zylindrischen
Teile herstellen: ein zylindrisches Teil mit einem keilfreien
verdickten Abschnitt 1m an seinem Innenumfang gemäß Fig.
11(a); ein zylindrisches Teil mit einem keilfreien verdickten
Abschnitt 1m an seinem Außenumfang gemäß Fig. 11(b); ein zy
lindrisches Teil mit einem verdickten Abschnitt 1m an seinem
Innenumfang und ferner mit Innenkeilen 15 auf der Innenum
fangsfläche des verdickten Abschnitts gemäß Fig. 11(c); und
ein zylindrisches Teil mit einem verdickten Abschnitt 1m an
seinem Außenumfang und ferner mit Innenkeilen 15 auf der In
nenumfangsfläche gemäß Fig. 11(d). Allerdings ist die Erfin
dung nicht auf diese Formen beschränkt, und das Herstellungs
verfahren sowie die Herstellungsvorrichtung der Erfindung
sind auf alle anderen zylindrischen Formen anwendbar, die ei
ner teilweisen Verdickung bedürfen.
In der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein
vorstehender Abschnitt der Grenze zwischen dem flachen Ab
schnitt 12a (dem flachen Abschnitt 1a des Rohlings 1) und dem
mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 12c (dem
mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 1c des
Rohlings 1) des fertigen Frontdeckels 12, d. h. ein vorste
hender Abschnitt des R-Abschnitts a (siehe Fig. 13), als Ecke
(Schnitt) 12N bezeichnet, und ein der Ecke 12N im Rohling 1
entsprechender Abschnitt wird als Ecke 1N bezeichnet. Die
zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
Unterfüllungsabschnitt β in einem der Ecke 1N entsprechenden
Abschnitt im o. g. Verdickungsschritt aktiv gebildet wird.
Im folgenden wird der Grund dafür beschrieben.
Fig. 15(a), 15(b), 15(c) und 15(d) zeigen den Verdic
kungsschritt der Ausführungsform. Fig. 16(a) und 16(b) zeigen
den Preß- (Profilier-) Schritt der Ausführungsform. Fig.
17(a), 17(b), 17(c) und 17(d) zeigen den Form- (Fließform-)
Schritt der Ausführungsform.
Gemäß Fig. 15(a) wird die Grenze zwischen dem Boden 12b
und dem flachen Abschnitt 12a im fertigen Frontdeckel 12
hierin als Schulterabschnitt 12e bezeichnet, und ein dem
Schulterabschnitt 12e im Rohling 1 entsprechender Abschnitt
wird hierin als Schulterabschnitt 1e bezeichnet. Wird kein
Unterfüllungsabschnitt β an der Ecke 1N des Rohlings 1 gebil
det, tritt folgendes Problem im Preßschritt von Fig. 16(a)
bis 16(b) auf: Gemäß Fig. 16(b) preßt die Preßwalze 32 die
Außenumfangsfläche des flachen Abschnitts 1a in die radial
nach innen gehende Richtung, so daß das Material auf der In
nenumfangsfläche des flachen Abschnitts 1a in die Zahnlücken
3a des Säulenabschnitts 3d des Dorns 3 gedrückt wird. An die
sem Punkt ist der Materialfluß in Richtung K1 (Richtung zur
Ecke N1) durch den mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten
Abschnitt 3c blockiert. Allerdings ist der Materialfluß in
Richtung K2 (Richtung zum Schulterabschnitt 1e) nicht bloc
kiert, wodurch das Material leicht in Richtung K2 fließt. Da
her bewegt sich der Schulterabschnitt 1e in Richtung K2, so
daß der Boden 1b (der dem Boden 12b des Frontdeckels 12 im
Rohling 1 entsprechende Abschnitt) in Richtung K2 an seinem
Außenumfang gewölbt wird. Ein solches Wölben des Bodens 1b
tritt auch im Formschritt von Fig. 17(a) bis 17(d) auf. Gemäß
Fig. 17(a) wird die Formwalze 33 in Richtung K1 bewegt, wäh
rend sie den flachen Abschnitt 12a in die radial nach innen
gehende Richtung preßt. Auch in diesem Fall kommt es infolge
des gleichen Mechanismus leicht zur Wölbung des Bodens 1b.
Auch wenn der Preßschritt nicht zur Bearbeitung nötig ist,
bewirkt die Bewegung der Formwalze 33 das Wölben des Bodens
1b. Zu beachten ist, daß eine solche Wölbung des Bodens 1b
spürbar zustande kommt, wenn der Reitstock 2 nicht verwendet
wird.
In der Ausführungsform wird der Unterfüllungsabschnitt β
an der Ecke 1N des Rohlings 1 im Verdickungsschritt aktiv ge
bildet, um ein solches Wölben des Bodens 1b zu verhindern. Im
folgenden wird der Verdickungsschritt anhand von Fig. 15(a)
bis 15(d) näher beschrieben.
Gemäß Fig. 15(a) wird die Verdickungswalze 31 in Pfeil
richtung bewegt, um den radial außen liegenden Abschnitt des
mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitts 1c des
Rohlings 1 gegen den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten
Abschnitt 3c des Dorns 3 zu pressen. Gemäß Fig. 15(b) wird
die Verdickungswalze 31 danach entlang dem mit vergrößertem
Durchmesser ausgeführten Abschnitt 1c in die radial nach in
nen gehende Richtung (zum Säulenabschnitt 3d des Dorns 3) be
wegt, während der mit vergrößertem Durchmesser ausgeführte
Abschnitt 1c gegen den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten
Abschnitt 3c gepreßt wird. Dadurch sammelt sich das Material
an dem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 1c
auf dem flachen Abschnitt 1a an. In dieser Ausführungsform
wird verhindert, daß das Material den Raum am Schnitt 3e des
mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitts 3c und des
Säulenabschnitts 3d des Dorns 3 vollständig (100%) füllt,
wenn die Verdickungswalze 31 den R-Abschnitt an der Grenze
zwischen dem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitt 1c und dem flachen Abschnitt 1a erreicht (d. h. die
Position von Fig. 15(c) erreicht). Anders gesagt wird ein
Hohlraum α ohne darin eingefülltes Material gebildet (siehe
Fig. 18). Dadurch wird der dem Hohlraum α entsprechende Un
terfüllungsabschnitt β an der Ecke 1N gebildet, d. h. am
Schnitt des mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitts 1c und des flachen Abschnitts 1a. Gemäß Fig. 15(c)
und 15(d) wird die Verdickungswalze 31 dann in Richtung K2
zum Schulterabschnitt 1e bewegt. Als Ergebnis wird der Schul
terabschnitt 1e verdickt, um die Festigkeit des Teils zu er
höhen. Damit wird der Verdickungsschritt abgeschlossen.
Im folgenden wird die Bildung des Hohlraums α im Verdic
kungsschritt anhand von Fig. 18 beschrieben.
Gemäß Fig. 18 wird die Dicke am Boden 1b des Rohlings 1
hierin als ursprüngliche Rohlingdicke t0 bezeichnet, und die
Dicke von der Zahnspitze 3f des Dorns 3 zur Außenumfangsflä
che des flachen Abschnitts 1a wird als Dicke des mit Keilen
und mit großem Durchmesser ausgeführten Abschnitts t5 be
zeichnet. In diesem Fall ist die Abnahmerate R0 der Wanddicke
durch folgende Gleichung definiert:
R0 = (t0 - t5)/t0.
Indem die Verdickungswalze 31 so bewegt wird, daß die
Abnahmerate R0 in den Bereich von 0,003 bis 0,15 fällt, wird
ein vorbestimmter Hohlraum α gebildet. Zu beachten ist, daß
die Abnahmerate der Wanddicke im Endprodukt etwa 0,375 be
trägt. Anders gesagt wird der Hohlraum α, d. h. der Unter
füllungsabschnitt β, so gebildet, daß die Abnahmerate der
Wanddicke nach Abschluß des Verdickungsschritts kleiner als
im Endprodukt ist. Zu beachten ist, daß die Abnahmerate der
Wanddicke in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie Größe des
Produkts sowie Material und Härte des Rohlings geringfügig
variiert. Daher kann die Abnahmerate der Wanddicke durch Ex
perimente o. ä. auf einen optimalen Wert zweckmäßig einge
stellt werden.
Danach fährt die Bearbeitung mit dem Preßschritt gemäß
Fig. 16(a) und 16(b) fort.
Gemäß Fig. 16(a) wird die Preßwalze 32 in die radial
nach innen gehende Richtung bewegt (Pfeilrichtung). Gemäß
Fig. 16(b) preßt die Preßwalze 32 dadurch die Außenumfangs
fläche des flachen Abschnitts 1a in die radial nach innen ge
hende Richtung, so daß das Material auf der Innenumfangsflä
che des flachen Abschnitts 1a in die Zahnlücken 3a des Säu
lenabschnitts 3d des Dorns 3 gedrückt wird. An diesem Punkt
erleichtert der im Verdickungsschritt gebildete Hohlraum α
den Materialfluß in Richtung K1 in den Hohlraum α. Als Er
gebnis läßt sich vollständig verhindern, daß das Material in
Richtung K2 zum Schulterabschnitt 1e fließt, oder die in
Richtung K2 zum Schulterabschnitt 1e fließende Materialmenge
läßt sich erheblich verringern, was eine Wölbung des Bodens
1b wirksam verhindern kann. Zu beachten ist, daß im Preß
schritt die Zahnlücken 3a zu 30% bis 50% mit dem Material
gefüllt werden. Folglich verringert sich der im Verdickungs
schritt gebildete Hohlraum α im Volumen, wird aber in diesem
Preßschritt nicht vollständig beseitigt.
Danach fährt die Bearbeitung mit dem Formschritt gemäß
Fig. 17(a) bis 17(d) fort.
Gemäß Fig. 17(a) wird die Formwalze 33 zuerst in Rich
tung K1 bewegt, während der flache Abschnitt 1a gepreßt wird.
Dadurch bewegt sich das Material in Richtung K1, wobei es die
Zahnlücken 3a füllt. Dadurch werden die Zahnlücken 3a und der
Hohlraum α vollständig (100%) mit dem Material gefüllt. Ge
mäß Fig. 17(b), 17(c) und 17(d) wird die Formwalze 33 dann
entlang dem mit vergrößerten Durchmesser ausgeführten Ab
schnitt 1c zur gesamten Formgebung bewegt. Dadurch wird der
Frontdeckel 12 als Produkt fertiggestellt. Da der Hohlraum α
im Preßschritt nicht vollständig beseitigt wurde, fließt das
Material auch im Formschritt gleichmäßig in Richtung K1 und
fließt nicht zurück. Dadurch läßt sich das Wölben des Bodens
1 verhindern.
Zu beachten ist, daß in der vorstehenden Beschreibung
der Verdickungs-, Preß- und Formschritt nacheinander in die
ser Reihenfolge durchgeführt werden. Allerdings können je
nach Produkt der Preßschritt oder der Formschritt entfallen.
Entfällt der Formschritt, werden die Zahnlücken 3a im Preß
schritt vollständig (100%) mit dem Material gefüllt. In die
sem Fall kann dieser Preßschritt beispielsweise unter Verwen
dung zweier Preßwalzen 32 durchgeführt werden. Entfällt der
Preßschritt, werden die Zahnlücken 3a im Formschritt voll
ständig (100%) mit dem Material gefüllt. In diesem Fall kön
nen die Schritte von Fig. 17(a) und 17(b) zum Beispiel unter
Verwendung zweier Formwalzen 33 durchgeführt werden, und die
Schritte von Fig. 17(c) und 17(d) können unter Verwendung ei
ner der beiden Formwalzen 33 durchgeführt werden. Ungeachtet
davon, ob der Preßschritt oder der Formschritt entfällt,
braucht der Hohlraum α nur im Verdickungsschritt gebildet zu
werden. Dadurch läßt sich etwa die gleiche Wirkung für die
Wölbung des Bodens 1b wie in dem Fall erhalten, in dem beide
Schritte durchgeführt werden.
Zu beachten ist, daß die Ausführungsform die ordnungsge
mäßen Auswirkungen in Kombination mit der ersten Ausführungs
form erreichen kann. Wird beispielsweise die Ausführungsform
in Kombination mit der ersten Ausführungsform auf Fig. 10(a)
bis 10(d) angewendet, läßt sich das Wölben des Bodens 1b auch
dann wirksam verhindern, wenn eine hochzahnige Komponente be
arbeitet wird.
Fig. 19(a) und 19(b) veranschaulichen eine Ausführungs
form zur Herstellung eines hochzahnigen Produkts mit einem
abgestuften Abschnitt (mit vergrößertem Durchmesser ausge
führter Abschnitt) durch Anwendung der Technik der zweiten
Ausführungsform.
Wie in der ersten Ausführungsform von Fig. 10(a) bis
10(d) hat der Dorn 3 in der dritten Ausführungsform einen
Formkörper 61 sowie einen beweglichen Abschnitt 62 mit einem
mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 3c. Der be
wegliche Abschnitt 62 ist auf dem Farmkörper 61 in Axialrich
tung beweglich. Die Zahnlücken 3a in der dritten Ausführungs
form sind tiefer als in der ersten und zweiten Ausführungs
form ausgeführt, um ein Produkt mit einer vergrößerten Zahn
höhe herzustellen.
Auch in dieser Ausführungsform wird der Hohlraum α im
Verdickungsschritt vor dem Formschritt gemäß Fig. 19(a) und
19(b) gebildet. Der Verdickungsschritt ist der gleiche wie in
Fig. 15(a) bis 15(d).
Gemäß Fig. 19(a) wird im Anfangsstadium des Formschritts
der Hohlraum α gebildet. Außerdem ist der bewegliche Ab
schnitt 62 zurückgezogen, um einen Austrittsabschnitt für das
Material zu bilden. Beim Bewegen der Formwalze 33 in Richtung
K1 fließt dadurch das Material ungestört in Richtung K1 in
den Hohlraum α und den Austrittsabschnitt, wodurch Rückfluß
des Materials verhindert werden kann. Dadurch läßt sich das
Wölben des Bodens 1b vermeiden.
Bewegt sich gemäß Fig. 19(b) die Formwalze 33 näher zum
mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt 1c im
Endstadium des Formschritts, wird der bewegliche Abschnitt 62
in Richtung K2 bis zur zeichnerisch dargestellten Position
vorgeschoben, was den mit vergrößertem Durchmesser ausgeführ
ten Abschnitt 1c bildet.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der segmentierte Dorn
3 verwendet, und der Hohlraum α (Unterfüllungsabschnitt 13)
wird im Verdickungsschritt gebildet. Dies ermöglicht eine ge
naue Formgebung des hochzahnigen Produkts, ohne eine Wölbung
des Bodens 1b zu verursachen.
Fig. 26(a) und 26(b) zeigen ein herkömmliches Verfahren
und eine herkömmliche Vorrichtung zur Herstellung eines zy
lindrischen Teils, die zum Formen eines scheibenförmigen Roh
lings zu einem zylindrischen Teil mit einem Boden und einem
zylindrischen Abschnitt zum Einsatz kommen. Zu beachten ist,
daß Fig. 26(a) und 26(b) teilweise Längsschnitte an der Linie
zeigen, die durch die gemeinsame Achse C eines becherförmigen
Teils 102, eines Dorns 103 und einer Befestigungseinrichtung
104 verläuft. Das becherförmige Teil 102 ist ein Zwischenpro
dukt, d. h. der scheibenförmige Rohling dessen Außenumfangs
fläche so gebogen ist, daß er einen Boden 102a und einen zy
lindrischen Abschnitt 102b hat. Ein zylindrisches Teil als
Produkt wird hierbei durch weiteres Formen des becherförmigen
Materials 102, d. h. des Zwischenprodukts, hergestellt.
Gemäß Fig. 26(a) weist die Herstellungsvorrichtung M ei
nen Dorn 103, eine Befestigungseinrichtung 104 sowie Walzen
teile 105, 106 auf. Der zylindrische Dorn 103 ist innerhalb
des becherförmigen Teils 102 so angeordnet, daß der Boden
102a des becherförmigen Teils 102 zwischen einer Endfläche
103a des Dorns 103 und einer Haltefläche 104a der Befesti
gungseinrichtung 104 festgehalten wird. An diesen Punkt um
gibt der zylindrische Abschnitt 102b eine Außenumfangsfläche
103b des Dorns 103. In diesem Zustand werden der Dorn 103 und
die Befestigungseinrichtung 104 um die Mittelachse C gedreht,
um das becherförmige Teil 102 zu drehen. Danach werden zwei
Formwalzen 105, 106 entlang der Mittelachse C in Richtung b
vom Boden 102a zu einem nicht gezeigten offenen Ende des zy
lindrischen Abschnitts (das sich rechts von der Zeichnung be
findet) bewegt, während sie die Außenumfangsfläche des zylin
drischen Abschnitts 102b zur Außenumfangsfläche 103b des
Dorns 103 pressen. Dadurch kann der zylindrische Abschnitt
102b in eine gewünschte Form gebracht werden. Sind zum Bei
spiel Zahnabschnitte 103c in der Außenumfangsfläche 103b des
Dorns 103 gebildet, kann die Innenumfangsfläche des zylindri
schen Abschnitts 102b so in die Zahnabschnitte 103c gepreßt
werden, daß Innenzähne geformt werden.
Indes bewirkt der Einsatz dieses Herstellungsverfahren
und dieser Herstellungsvorrichtung M zur Bildung eines zylin
drischen Teils folgendes Problem: Gemäß Fig. 27 wird mit der
Bewegung der Formwalzen 105, 106 in Richtung b das Material
am Außenumfang der Verbindungsstelle 102c zwischen dem Boden
102a und dem zylindrischen Abschnitt 102b (im folgenden als
Schulterabschnitt 102c bezeichnet) zum offenen Ende des zy
lindrischen Abschnitts 102b bewegt. Daher wird im so gebilde
ten zylindrischen Teil die Dicke t des Schulterabschnitts
102c kleiner als die Dicke T des Bodens 102a, was zu verrin
gerter Festigkeit des Schulterabschnitts 102c führt.
Eine Gegenmaßnahme gegen ein solches Problem ist, einen
Zusammendrückbetrag y zu verringern, d. h. die Außendurchmes
serdifferenz des zylindrischen Abschnitts 102b des becherför
migen Teils 102 vor und nach Formgebung. Bei diesem Verfahren
ist es aber unmöglich, das Material am Innenumfang des zylin
drischen Abschnitts 102 ausreichend in die Zahnabschnitte
103c auf der Außenumfangsfläche 103b des Dorns 103 zu drüc
ken, was möglicherweise die Bearbeitungsgenauigkeit der In
nenzähne nach Formgebung beeinträchtigt. Zu beachten ist, daß
eine solche Verringerung des Zusammendrückbetrags y das Pro
blem der verringerten Dicke t des Schulterabschnitts 102c et
was entschärfen kann. Da aber die Formwalzen 105, 106 in
Richtung b vom Boden 102a zum offenen Ende bewegt werden, ist
es schwierig, eine Dickenverringerung des Schulterabschnitts
102c vollständig auszuschließen.
Somit können gemäß Fig. 28 die Formwalzen 105, 106 in
Gegenrichtung, d. h. in Richtung a vom offenen Ende zum Boden
102a bewegt werden.
In diesem Fall kann das Material auf der Außenumfangs
fläche des zylindrischen Abschnitts 102b zum Schulterab
schnitt 102c bewegt werden. Damit läßt sich eine Dickenver
ringerung des Schulterabschnitts 102c wirksam verhindern.
Werden aber die Formwalzen 105, 106 in Richtung a be
wegt, kann eine Überwalzung K am Innenteil 102d des Schulter
abschnitts 102c (im folgenden "Fußabschnitt" genannt) erzeugt
werden, was zu geringerer Festigkeit des Schulterabschnitts
102c führt. Begründet ist dies wie folgt: Gemäß Fig. 28 be
wegt sich mit der Bewegung der Formwalzen 105, 106 das Mate
rial in die gleiche Richtung (Richtung a). Da das Material an
seinem linken Ende nicht gestoppt ist, wird die Fließge
schwindigkeit des Materials nahe dem Schulterabschnitt 102c
höher zur Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts
102b und geringer zum Fußabschnitt 102d. An einer Stelle in
nerhalb des Fußabschnitts 102d ist die Materialfließgeschwin
digkeit nahezu null. Dies führt zu einer hohen Fließgeschwin
digkeitsdifferenz zwischen dem Inneren und Äußeren des Fußab
schnitts 102d, was die Überwalzung K erzeugt.
Die Ausführungsform stellt ein Verfahren und eine Vor
richtung zur Herstellung eines zylindrischen Teils bereit,
die eine Dickenverringerung des Schulterabschnitts und eine
Erzeugung der Überwalzung am Fußabschnitt verhindern können,
um so die Festigkeitsverringerung des Schulterabschnitts zu
vermeiden.
Fig. 20 zeigt ein Beispiel für die Vorrichtung zur Her
stellung eines zylindrischen Teils gemäß der Ausführungsform
(im folgenden einfach als Herstellungsvorrichtung M bezeich
net). Fig. 20 ist ein teilweiser Längsschnitt durch die Her
stellungsvorrichtung M entlang der Ebene, die durch ihre Mit
telachse C verläuft.
Ein durch die Herstellungsvorrichtung M von Fig. 20 zu
formendes becherförmiges Teil 150 ist ein scheibenförmiger
Rohling, dessen radial außen liegender Abschnitt etwa 90° ge
bogen ist, um einen Boden 151 und einen zylindrischen Ab
schnitt 152 zu haben (d. h. ein Halbfertigprodukt). Ein
Schulterabschnitt 153 ist am gebogenen Abschnitt gebildet,
d. h. an der Verbindungsstelle zwischen dem Boden 151 und dem
zylindrischen Abschnitt 152. Ein offenes Ende (nicht gezeigt)
ist auf der entgegengesetzten Seite des zylindrischen Ab
schnitts 152 (rechts von der Zeichnung) gebildet, d. h. auf
der Gegenseite zum Schulterabschnitt 153.
Die Herstellungsvorrichtung M zum Formen eines solchen
becherförmigen Teils weist einen Dorn 110, eine Befestigungs
einrichtung 120 sowie Formwalzen 130, 140 auf.
Der Dorn 110 ist allgemein etwa säulenförmig und weist
eine ebene Endfläche 111 sowie eine Außenumfangsfläche 112
auf. Der Boden 151 des becherförmigen Teils 150 wird zwischen
der Endfläche 111 und einer Haltefläche 121 der später be
schriebenen Befestigungseinrichtung 120 gehalten. Die gegen
seitige Verbindung der Endfläche 111 und Außenumfangsfläche
112 wird hierin als Stegabschnitt 113 bezeichnet. Auf der Au
ßenumfangsfläche 112 erstrecken sich Zahnabschnitte (Außen
zähne) 114 von der Position etwas rechts vom Stegabschnitt 113
in der Zeichnung. Der Dorn 110 ist innerhalb des becherförmi
gen Teils 150 so angeordnet, daß die Endfläche 111 an die In
nenfläche des Bodens 151 anstößt, und die Außenumfangsfläche
ist unmittelbär innerhalb des zylindrischen Abschnitts 152
angeordnet. Der Dorn 110 ist um die Mittelachse C drehbar.
Die Befestigungseinrichtung (das Befestigungsteil) 120
befindet sich außerhalb des becherförmigen Teils 150. Die Be
festigungseinrichtung 120 hat eine Haltefläche 121, die zur
Endfläche 111 des Dorns 110 weist. In der Ausführungsform ist
die Haltefläche 121 eine ebene Oberfläche, und der Boden 151
des becherförmigen Teils 150 wird zwischen Haltefläche 121
der Befestigungseinrichtung 120 und Endfläche des Dorns 110
gehalten. Die Haltefläche 121 hat einen ringförmigen Regu
lierabschnitt 122 am Außenumfang (siehe Fig. 21). Fig. 21 ist
eine vergrößerte Ansicht des becherförmigen Teils 150 nahe
dem Schulterabschnitt 153. Gemäß Fig. 21 bildet der Abschnitt
der Haltefläche 121, der sich außerhalb des Stegabschnitts
113 des Dorns 110 befindet, den ringförmigen Regulierab
schnitt 122. In der Ausführungsform ist der Außendurchmesser
x des Regulierabschnitts 122 (der gleich dem Außendurchmesser
der Haltefläche 121 ist) kleiner als der Außendurchmesser D
des zylindrischen Abschnitts 152 des becherförmigen Teils 150
vor der später beschriebenen Formgebung mit den Formwalzen
130, 140. Anders ausgedrückt ist der Außendurchmesser x des
Regulierabschnitts 122 so eingestellt, daß d ≦ x < D gilt.
Der Außendurchmesser D ist durch die strichpunktierte Linie
in Fig. 21 dargestellt, und der Außendurchmesser d ist durch
die Vollinie in Fig. 21 angegeben. Zu beachten ist, daß ange
sichts der Tatsache, daß die Formwalzen 130, 140 in Richtung
a entlang der Mittelachse C bewegt werden, der Außendurchmes
ser x des Regulierabschnitts 122 vorzugsweise auf einen Wert
eingestellt ist, der etwa gleich dem Außendurchmesser d des
zylindrischen Abschnitts 152 nach Formgebung ist. Wie der
Dorn 110 ist auch das Befestigungsteil 120 um die Mittelachse
C drehbar.
Die Formwalzen 130, 140 sind drehbar um ihre jeweiligen
Mittelachsen 131, 141 (siehe Fig. 20) gestützt. Die Mittel
achsen 131, 141 sind parallel zur Mittelachse C. Bei den
Formwalzen 130, 140 handelt es sich um eine Grobbearbeitungs
walze bzw. eine Fertigwalze. Der Außenumfang der Formwalze
140 steht zum becherförmigen Teil im Hinblick auf den Außen
umfang der Formwalze 130 etwas vor. Die Formwalzen 130, 140
sind beide in Richtung a (Richtung vom offenen Ende des zy
lindrischen Abschnitts 152 zum Boden 151) und in Gegenrich
tung entlang der Mittelachse C beweglich.
Nachfolgend wird der Betrieb der so aufgebauten Herstel
lungsvorrichtung M, d. h. das Herstellungsverfahren des zy
lindrischen Teils gemäß der Erfindung (im folgenden einfach
als "Herstellungsverfahren" bezeichnet) beschrieben.
Der Dorn 110 wird innerhalb des becherförmigen Teils 150
plaziert. Der Boden 151 des becherförmigen Teils 150 wird
zwischen Endfläche 111 des Dorns 110 und Haltefläche 121 der
Befestigungseinrichtung 120 gehalten.
Während das becherförmige Teil 150 so gehalten wird,
werden der Dorn 110 und das Befestigungsteil 120 in Drehung
versetzt, um das becherförmige Teil 150 zu drehen.
Am offenen Ende des zylindrischen Abschnitts 152 des be
cherförmigen Teils 150 werden die Formwalzen 130, 140 in die
Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 152 um einen
vorbestimmten Zusammendrückbetrag (d. h. D - d) gepreßt, um
den zylindrischen Abschnitt 152 gegen die Außenumfangsfläche
112 des Dorns 110 zu pressen. In diesem Zustand werden die
Formwalzen 130, 140 in Richtung a bewegt, wodurch das Materi
al auf der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts
152 nacheinander stromabwärts von den Formwalzen 130, 140 be
wegt wird. Gleichzeitig wird das Material auf der Innenum
fangsfläche des zylindrischen Abschnitts 152 nacheinander in
die Zahnabschnitte 114 des Dorns 110 gedrückt.
Kommen die Formwalzen 130, 140 in enge Nähe zum Schul
terabschnitt 153 des becherförmigen Teils 150, wird eine aus
reichende Materialmenge zum Schulterabschnitt 153 bewegt. Da
durch wird die Dicke t (siehe Fig. 27) des Schulterabschnitts
153 nicht verringert. Kommen die Formwalzen 130, 140 in enge
Nähe zum Schulterabschnitt 153, regelt ferner der Regulierab
schnitt 122 der Befestigungseinrichtung 120 den Materialfluß.
Damit wird verhindert, daß die Überwalzung K (siehe Fig. 28)
am Fußabschnitt 154 erzeugt wird (der ein Innenabschnitt des
Schulterabschnitts 153 ist und dem Stegabschnitt 113 des
Dorns 110 entspricht). Grund dafür ist, daß der Regulierab
schnitt 122 die Fließgeschwindigkeitsdifferenz des Materials
zwischen dem Inneren und Äußeren des Fußabschnitts 154 ver
ringern kann.
Gemäß der Ausführungsform lassen sich also sowohl die
Dickenverringerung des Schulterabschnitts 153 als auch die
Erzeugung der Überwalzung am Fußabschnitt 154 wirksam verhin
dern.
Zu beachten ist, daß in der vorstehenden Beschreibung
die Herstellungsvorrichtung M der Erfindung das becherförmige
Teil zu einem zylindrischen Teil formt. Allerdings kann die
Herstellungsvorrichtung M einen Schritt zum Formen eines
scheibenförmigen Rohlings zum becherförmigen Teil 150 durch
führen.
Neben den beiden Formwalzen 130, 140 kann eine zusätzli
che Formwalze vorgesehen sein.
Die fünfte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 22
gezeigt.
Gekennzeichnet ist die fünfte Ausführungsform dadurch,
daß die Haltefläche 121 mit dem Regulierabschnitt 122 einen
zulaufenden bzw. verjüngten Abschnitt 121a an ihrem Außenum
fang hat.
Dieser verjüngte Abschnitt 121a ist so ausgebildet, daß
die Befestigungseinrichtung 120 von der Ebene S rechtwinklig
zur Mittelachse C (siehe Fig. 20) um einen erhöhten Betrag zu
ihrem Außenumfang vorsteht. Beispielsweise hat der verjüngte
Abschnitt 121a einen Winkel θ von 3° bis 5° von der Ebene S.
Im Hinblick auf den Materialfluß nahe dem Schulterab
schnitt 153 kann dieser verjüngte Abschnitt 121a den Materi
alfluß nahe den Formwalzen 130, 140 stark unterdrücken (Ab
schnitt P in Fig. 22) und den Materialfluß weg von den Form
walzen 130, 140 weniger stark unterdrücken (Abschnitt Q in
Fig. 22). Dies ermöglicht eine weitere Senkung der Fließge
schwindigkeitsdifferenz des Materials zwischen dem Äußeren
(Abschnitt Q) und Inneren (Abschnitt R) des Fußabschnitts
154.
Dadurch läßt sich die Erzeugung der Überwalzung am Fuß
abschnitt 154 des Schulterabschnitts 153 vorteilhafter ver
hindern.
Der Winkel θ des verjüngten Abschnitts 121a ist nicht
auf den genannten Bereich von 3° bis 5° beschränkt, sondern
kann angesichts solcher Faktoren wie Fließeigenschaften des
Materials und Verfahrgeschwindigkeit der Formwalzen 130, 140
geeignet eingestellt sein. Ein zu großer Winkel θ würde die
Festigkeit des Schulterabschnitts 153 senken.
Die sechste Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 23
dargestellt.
Die sechste Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein Austrittsabschnitt 123 für das Material außerhalb des
Regulierabschnitts 122 vorgesehen ist.
Zur Bildung des Austrittsabschnitts 123 ist der Außen
durchmesser x des Regulierabschnitts 122 auf einen kleineren
Wert als der Außendurchmesser d des zylindrischen Abschnitts
152 nach Formgebung mit den Formwalzen 130, 140 eingestellt.
Dadurch kann das durch die Formwalzen 130, 140 zum Schulter
abschnitt 153 bewegte Material teilweise in den Austrittsab
schnitt 123 austreten, wodurch sich die Bearbeitungslasten in
Schubrichtung der Formwalzen 130, 140 (d. h. in Richtung a)
senken lassen.
Zu beachten ist, daß es auch bei Bildung des Austritts
abschnitts 123 bevorzugt ist, daß der Regulierabschnitt 122
eine möglichst große radiale Breite (senkrechte Länge in Fig.
23) hat, um die Erzeugung der Überwalzung am Fußabschnitt 154
zu verhindern. Das Maß des Austrittsabschnitts 123 und die
Breite des Regulierabschnitts 122 werden z. B. durch Experi
mente unter Berücksichtigung solcher Faktoren wie Material
und Maß des becherförmigen Teils 150 sowie Verfahrgeschwin
digkeit der Formwalzen 130, 140 auf einen Optimalwert einge
stellt.
Die siebente Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.
24 gezeigt.
Die siebente Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Austrittsabschnitt 123 in der sechsten Ausführungs
form in Verfahrrichtung der Formwalzen 130, 140 weiter ver
längert ist, um das Produkt mit einer H-Form im Querschnitt
zu formen.
Gemäß der Ausführungsform läßt sich eine Erzeugung der
Überwalzung am Fußabschnitt 154 auch im Produkt mit einer H-
Form im Querschnitt wirksam verhindern.
Die achte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 25
dargestellt.
Gekennzeichnet ist die achte Ausführungsform dadurch,
daß die Befestigungseinrichtung 120 in einen feststehenden
Abschnitt 124 und einen beweglichen Abschnitt 125 aufgeteilt
ist.
Insbesondere ist die Befestigungseinrichtung 120 in ei
nen feststehenden Innenabschnitt 124 und einen beweglichen
Ringabschnitt 125 aufgeteilt, der sich außerhalb des festste
henden Abschnitts 124 befindet. Der feststehende Abschnitt
124 hat eine erste Haltefläche 124a, so daß der radial innen
liegende Abschnitt des Bodens 151 des becherförmigen Teils
150 zwischen der ersten Haltefläche 124a und der Endfläche
111 des Dorns 110 festgehalten wird. Der bewegliche Abschnitt
125 hat eine zweite Haltefläche 125a zum mit einem vorbe
stimmten Druck erfolgenden Pressen des radial außen liegenden
Abschnitts des Bodens 151 des becherförmigen Teils 150 gegen
die Endfläche 111 des Dorns 110. Der bewegliche Abschnitt 125
ist relativ zum feststehenden Abschnitt 124 in Mittelachsen
richtung beweglich. Zum Beispiel wird die Druckkraft des be
weglichen Abschnitts 125 zum Pressen des Bodens 151 hydrau
lisch gesteuert.
Mit einem solchen beweglichen Abschnitt 125 läßt sich
der Fluß des durch die Formwalzen 130, 140 zum Schulterab
schnitt 153 bewegten Materials zweckmäßig steuern, um die
Bildung der Überwalzung am Fußabschnitt 154 zu verhindern.
Der Steuerdruck des beweglichen Abschnitts 125 kann auf der
Grundlage des Spannungs-Dehnungs-Diagramms (σ-ε-Diagramms)
von Fig. 29 eingestellt sein. Zum Beispiel kann die Steuer
spannung auf einen möglichst großen Wert im Bereich F des un
teren Fließpunkts oder darunter in Fig. 29 eingestellt sein.
Durch solches Einstellen der Steuerspannung reagiert der be
wegliche Abschnitt 125 flexibel auf die vom Material aufge
nommene Kraft. Dies erleichtert die Regulierungsvorgänge ge
gen den Materialfluß im Inneren des Schulterabschnitts 153
gemäß Fig. 25, was eine Senkung der Fließgeschwindigkeitsdif
ferenz des Materials zwischen dem Inneren und Äußeren des
Schulterabschnitts 154 ermöglicht. Somit wird die Überwalzung
mit viel geringerer Wahrscheinlichkeit gegenüber dem Fall er
zeugt, in dem das gesamte Befestigungsteil 120 einen festste
henden Aufbau hat (der Fall in Fig. 22). Da zudem die Steuer
spannung auf einen Wert eingestellt ist, der gleich oder
kleiner als der untere Fließpunkt ist, wird der Boden 151 des
becherförmigen Teils 150 keiner unnötigen plastischen Verfor
mung ausgesetzt.
Claims (28)
1. Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Teils aus
einem Rohling mit einem Schritt des teilweisen Verdic
kens des Rohlings durch auf dem durch einen Dorn gehal
tenen Rohling erfolgendes Bewegen einer Verdickungswalze
in eine radial nach innen gehende Richtung von einem
Zwischenabschnitt des Rohlings aus, während die Verdic
kungswalze gegen den Rohling gepreßt wird, wobei sich
der Zwischenabschnitt radial innerhalb einer Außenum
fangs-Endfläche des Rohlings befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei
der Dorn aufweist: einen Säulenabschnitt, der sich etwa parallel zu einer Axialrichtung erstreckt, und einen mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als der Säulenabschnitt, und
der Rohling so gebogen wird, daß eine radial nach außen liegende Oberfläche des Rohlings an den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt anstößt, und der Ver dickungsschritt unter Verwendung der Verdickungswalze durchgeführt wird, wobei die radial nach außen liegende Oberfläche auf dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt gestützt wird.
der Dorn aufweist: einen Säulenabschnitt, der sich etwa parallel zu einer Axialrichtung erstreckt, und einen mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als der Säulenabschnitt, und
der Rohling so gebogen wird, daß eine radial nach außen liegende Oberfläche des Rohlings an den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt anstößt, und der Ver dickungsschritt unter Verwendung der Verdickungswalze durchgeführt wird, wobei die radial nach außen liegende Oberfläche auf dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt gestützt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Zahnlücken zur Keilbil
dung im Säulenabschnitt des Dorns gebildet sind und das
zylindrische Teil mit Innenkeilen durch Pressen des
durch den Verdickungsschritt verdickten Abschnitts in
die Zahnlücken geformt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit
einem Schritt des Formens des Rohlings durch relatives
Bewegen einer Formwalze in Axialrichtung des Dorns, wäh
rend der Rohling gepreßt wird, wobei der Formschritt
nach dem Verdickungsschritt durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei
der Dorn unter Kombinieren des Säulenabschnitts und des mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitts ein stückig ausgebildet ist, und
die Formwalze entlang dem Säulenabschnitt und dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt so bewegt wird, daß das zylindrische Teil mit einem flachen Ab schnitt, der dem Säulenabschnitt entspricht, und einem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt, der dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt ent spricht, geformt wird.
der Dorn unter Kombinieren des Säulenabschnitts und des mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitts ein stückig ausgebildet ist, und
die Formwalze entlang dem Säulenabschnitt und dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt so bewegt wird, daß das zylindrische Teil mit einem flachen Ab schnitt, der dem Säulenabschnitt entspricht, und einem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt, der dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt ent spricht, geformt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei
der Dorn aufweist: einen Hauptkörper mit dem Säulenab
schnitt und einen beweglichen Abschnitt, der in Axial
richtung relativ zum Hauptkörper beweglich ist und den
mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt hat, und
im Verdickungsschritt der bewegliche Abschnitt an einer
solchen Position gehalten wird, daß der Rohling an den
mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt anstößt,
und im Formschritt der bewegliche Abschnitt zu einer
solchen Position bewegt wird, daß der Rohling nicht an
den beweglichen Abschnitt anstößt, wodurch das dem
Hauptkörper entsprechende zylindrische Teil geformt
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, ferner mit
einem Schritt des Pressens des durch den Verdickungs
schritt verdickten Abschnitts gegen den Säulenabschnitt
des Dorns durch Bewegen einer Preßwalze in eine radial
nach innen gehende Richtung, wobei der Preßschritt zwi
schen dem Verdickungsschritt und dem Formschritt durch
geführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die
Verdickungswalze eine Außenumfangsfläche hat, die um ei
nen vorbestimmten Winkel so geneigt ist, daß im Säulen
abschnitt ein Material in eine radial nach innen gehende
Richtung des Rohlings fließt.
9. Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen Teils
aus einem Rohling mit:
einem Dorn;
einem Befestigungsteil zum Halten des Rohlings am Dorn; und
einer Verdickungswalze, die sich relativ zum Dorn in Axial- und Radialrichtung bewegt, wobei
der Rohling teilweise verdickt wird, indem auf dem durch den Dorn und das Befestigungsteil gehaltenen Rohling die Verdickungswalze in eine radial nach innen gehende Rich tung von einem Zwischenabschnitt des Rohlings aus bewegt wird, während die Verdickungswalze gegen den Rohling ge preßt wird, wobei sich der Zwischenabschnitt radial in nerhalb einer Außenumfangs-Endfläche des Rohlings befin det.
einem Dorn;
einem Befestigungsteil zum Halten des Rohlings am Dorn; und
einer Verdickungswalze, die sich relativ zum Dorn in Axial- und Radialrichtung bewegt, wobei
der Rohling teilweise verdickt wird, indem auf dem durch den Dorn und das Befestigungsteil gehaltenen Rohling die Verdickungswalze in eine radial nach innen gehende Rich tung von einem Zwischenabschnitt des Rohlings aus bewegt wird, während die Verdickungswalze gegen den Rohling ge preßt wird, wobei sich der Zwischenabschnitt radial in nerhalb einer Außenumfangs-Endfläche des Rohlings befin det.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei
der Dorn aufweist: einen Säulenabschnitt, der sich etwa parallel zu einer Axialrichtung erstreckt, und einen mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als der Säulenabschnitt, und
der Rohling so gebogen wird, daß eine radial nach außen liegende Seitenfläche des Rohlings an den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt anstößt, und die Ver dickungswalze betätigt wird, um den Rohling teilweise zu verdicken, wobei die radial nach außen liegende Seiten fläche auf dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Ab schnitt gestützt wird.
der Dorn aufweist: einen Säulenabschnitt, der sich etwa parallel zu einer Axialrichtung erstreckt, und einen mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als der Säulenabschnitt, und
der Rohling so gebogen wird, daß eine radial nach außen liegende Seitenfläche des Rohlings an den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt anstößt, und die Ver dickungswalze betätigt wird, um den Rohling teilweise zu verdicken, wobei die radial nach außen liegende Seiten fläche auf dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Ab schnitt gestützt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei Zahnlücken zur Keil
bildung im Säulenabschnitt des Dorns gebildet sind und
das zylindrische Teil mit Innenkeilen durch Pressen des
durch den Verdickungsschritt verdickten Abschnitts in
die Zahnlücken geformt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner
mit einer Formwalze, die so betätigt wird, daß sie sich
relativ in Axialrichtung des Dorns bewegt, während sie
den Rohling preßt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei
der Dorn durch einstückiges Kombinieren des Säulenab schnitts und des mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitts gebildet ist, und
die Formwalze entlang dem Säulenabschnitt und dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt bewegt wird, um das zylindrische Teil mit einem flachen Abschnitt, der dem Säulenabschnitt entspricht, und einem mit Ver größertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt, der dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt ent spricht, zu formen.
der Dorn durch einstückiges Kombinieren des Säulenab schnitts und des mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitts gebildet ist, und
die Formwalze entlang dem Säulenabschnitt und dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt bewegt wird, um das zylindrische Teil mit einem flachen Abschnitt, der dem Säulenabschnitt entspricht, und einem mit Ver größertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt, der dem mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt ent spricht, zu formen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei
der Dorn aufweist: einen Hauptkörper mit dem Säulenab
schnitt und einen beweglichen Abschnitt, der in Axial
richtung relativ zum Hauptkörper beweglich ist und den
mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt hat, und
bei Betätigung der Verdickungswalze der bewegliche Ab
schnitt an einer solchen Position gehalten wird, daß der
Rohling an den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Ab
schnitt anstößt, und bei Betätigung der Formwalze der
bewegliche Abschnitt zu einer solchen Position bewegt
wird, daß der Rohling nicht an den beweglichen Abschnitt
anstößt, wodurch das dem Hauptkörper entsprechende zy
lindrische Teil geformt wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ferner
mit einer Preßwalze, die so betätigt wird, daß sie den
durch den Verdickungsschritt verdickten Abschnitt gegen
den Säulenabschnitt des Dorns preßt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei
die Verdickungswalze eine Außenumfangsfläche hat, die um
einen vorbestimmten Winkel so geneigt ist, daß ein
Durchmesser der Verdickungswalze zu einem Abschnitt des
Rohlings verringert ist, der durch den Dorn und das Be
festigungsteil gehalten wird.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei
der Dorn und das Befestigungsteil drehbar und in Axial
richtung beweglich sind und die Verdickungswalze sowie
die Formwalze in Axialrichtung relativ zum Dorn beweg
lich sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, ferner mit einem Revolver
kopf, der um eine Achse drehbar ist, die parallel zur
Achse des Dorns verläuft, wobei die Verdickungswalze und
die Formwalze im Revolverkopf gestützt werden und durch
Drehen des Revolverkopfs die Verdickungswalze oder die
Formwalze so bewegt wird, daß sie zum Dorn weist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Formwal
ze aus mehreren unterschiedlichen Arten von Walzen be
steht, z. B. aus einer Grobwalze und einer Fertigwalze.
20. Aus einem Rohling hergestelltes zylindrisches Teil mit:
einem Boden mit einer Dicke, die etwa gleich der des Rohlings ist;
einem flachen Abschnitt, der sich etwa parallel zu einer Axialrichtung erstreckt und einen dicken Abschnitt mit einer Dicke aufweist, die größer als die des Rohlings ist; und.
Innenkeilen, die auf einer Innenumfangsfläche des dicken Abschnitts gebildet sind, wobei
der Boden, der flache Abschnitt und die Innenkeile in das zylindrische Teil integriert sind.
einem Boden mit einer Dicke, die etwa gleich der des Rohlings ist;
einem flachen Abschnitt, der sich etwa parallel zu einer Axialrichtung erstreckt und einen dicken Abschnitt mit einer Dicke aufweist, die größer als die des Rohlings ist; und.
Innenkeilen, die auf einer Innenumfangsfläche des dicken Abschnitts gebildet sind, wobei
der Boden, der flache Abschnitt und die Innenkeile in das zylindrische Teil integriert sind.
21. Zylindrisches Teil nach Anspruch 20, wobei der Boden mit
einem Axialende des flachen Abschnitts einstückig ver
bunden ist und ein mit vergrößertem Durchmesser ausge
führter Abschnitt mit einem größeren Durchmesser als der
flache Abschnitt mit dem anderen Axialende des flachen
Abschnitts einstückig verbunden ist.
22. Zylindrisches Teil nach Anspruch 21, wobei das zylindri
sche Teil ein Frontdeckel eines Drehmomentwandlers ist.
23. Zylindrisches Teil nach Anspruch 22, wobei
Außenreibteile einer aus einer Mehrscheibenkupplung be stehenden Überbrückungskupplung mit den auf der Innenum fangsfläche des flachen Abschnitts gebildeten Keilen in Eingriff stehen, und
ein Elektromotor radial außerhalb des flachen Abschnitts vorgesehen ist.
Außenreibteile einer aus einer Mehrscheibenkupplung be stehenden Überbrückungskupplung mit den auf der Innenum fangsfläche des flachen Abschnitts gebildeten Keilen in Eingriff stehen, und
ein Elektromotor radial außerhalb des flachen Abschnitts vorgesehen ist.
24. Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Teils aus
einem Rohling unter Verwendung eines Dorns, wobei der
Dorn aufweist: einen Säulenabschnitt und einen mit er
höhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt mit einem grö
ßeren Durchmesser als der Säulenabschnitt, wobei sich
der Säulenabschnitt etwa parallel zu einer Axialrichtung
erstreckt und Zahnlücken zur Keilbildung hat, die auf
seiner Außenumfangsfläche gebildet sind, wobei das Ver
fahren folgenden Schritt aufweist:
Akkumulieren eines Materials an einem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt eines Zwischenab schnitts des Rohlings auf einem flachen Abschnitt des Zwischenabschnitts durch auf dem durch den Dorn gehalte nen Rohling erfolgendes Bewegen einer Verdickungswalze entlang dem mit erhöhten Durchmesser ausgeführten Ab schnitt zum Säulenabschnitt, während der Zwischenab schnitt des Rohlings gegen den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt des Dorns gepreßt wird, wobei sich der Zwischenabschnitt radial innerhalb einer Außen umfangs-Endfläche des Rohlings befindet, der mit vergrö ßertem Durchmesser ausgeführte Abschnitt dem mit erhöh tem Durchmesser ausgeführten Abschnitt des Dorns ent spricht und der flache Abschnitt dem Säulenabschnitt des Dorns entspricht, wobei
im Verdickungsschritt ein Hohlraum ohne darin eingefüll tes Material an einem Schnitt des mit erhöhtem Durchmes ser ausgeführten Abschnitts und des Säulenabschnitts des Dorns so gebildet wird, daß ein dem Hohlraum entspre chender Unterfüllungsabschnitt an einer Ecke des Roh lings dort gebildet wird, wo sich der mit vergrößertem Durchmesser ausgeführte Abschnitt und der flache Ab schnitt schneiden.
Akkumulieren eines Materials an einem mit vergrößertem Durchmesser ausgeführten Abschnitt eines Zwischenab schnitts des Rohlings auf einem flachen Abschnitt des Zwischenabschnitts durch auf dem durch den Dorn gehalte nen Rohling erfolgendes Bewegen einer Verdickungswalze entlang dem mit erhöhten Durchmesser ausgeführten Ab schnitt zum Säulenabschnitt, während der Zwischenab schnitt des Rohlings gegen den mit erhöhtem Durchmesser ausgeführten Abschnitt des Dorns gepreßt wird, wobei sich der Zwischenabschnitt radial innerhalb einer Außen umfangs-Endfläche des Rohlings befindet, der mit vergrö ßertem Durchmesser ausgeführte Abschnitt dem mit erhöh tem Durchmesser ausgeführten Abschnitt des Dorns ent spricht und der flache Abschnitt dem Säulenabschnitt des Dorns entspricht, wobei
im Verdickungsschritt ein Hohlraum ohne darin eingefüll tes Material an einem Schnitt des mit erhöhtem Durchmes ser ausgeführten Abschnitts und des Säulenabschnitts des Dorns so gebildet wird, daß ein dem Hohlraum entspre chender Unterfüllungsabschnitt an einer Ecke des Roh lings dort gebildet wird, wo sich der mit vergrößertem Durchmesser ausgeführte Abschnitt und der flache Ab schnitt schneiden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, ferner mit einem Schritt des
in eine axial nach innen gehende Richtung erfolgenden
Pressens einer Außenumfangsfläche des durch den Verdic
kungsschritt verdickten flachen Abschnitts unter Verwen
dung einer Preßwalze, um das Material auf einer Innenum
fangsfläche des flachen Abschnitts in die Zahnlücken zu
drücken, wobei der Preßschritt nach dem Verdickungs
schritt durchgeführt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Zahnlücken und der
Hohlraum im Preßschritt mit dem Material gefüllt werden.
27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei ein Abschnitt, der
nicht mit dem Material gefüllt ist, im Preßschritt in
den Zahnlücken und im Hohlraum verbleibt.
28. Verfahren nach Anspruch 27, ferner mit einem Schritt des
Formens des Rohlings durch Bewegen einer Formwalze in
Axialrichtung zur Ecke, während eine Außenumfangsfläche
des flachen Abschnitts in eine radial nach innen gehende
Richtung gepreßt wird, um den nicht gefüllten Abschnitt
in den Zahnlücken und im Hohlraum mit dem Material zu
füllen, wobei der Formschritt nach dem Preßschritt
durchgeführt wird.
Applications Claiming Priority (2)
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