DE102008036226A1 - Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle (1) aus Halbzeugen mit einer Abfolge von Prozessschritten offenbart, die es ermöglicht, eine Hohlwelle (1) in einer Großserienfertigung sowohl in Bezug auf Fertigungszeit, Material- und Ressourceneinsatz als auch Investitionsaufwand optimal herzustellen. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: - Herstellen einer Vorform durch Schmieden; - Durchführen einer Wärmebehandlung der Vorform; - Umformen der Vorform in eine zumindest teilweise hohle Zwischenform durch Bohrungsdrücken; und - Rundkneten der Zwischenform zu einer Hohlwelle (1) mit einer im Verlauf der Hohlwelle (1) im Wesentlichen gleichen Wandstärke.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle aus Halbzeugen.
  • Bei der Herstellung von Getrieben für Kraftfahrzeuge ist es wünschenswert, das Gesamtgewicht des Getriebes bei steigendem Leistungsvermögen des Getriebes so gering wie möglich zu halten. Eine Möglichkeit zur Gewichtseinsparung kann beispielsweise durch die Gestaltung einer Getriebewelle als Hohlwelle erreicht werden. Durch den Einsatz einer oder mehrerer im Getriebe vorhandenen Wellen als Hohlwellen wird das Leistungsgewicht des Getriebes erhöht, d. h. bei gleichem übertragbarem Drehmoment sinkt das Gesamtgewicht des Getriebes. Damit reduziert sich auch das Gesamtgewicht eines Kraftfahrzeuges, in welches das Getriebe eingebaut wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch verringert wird.
  • Die technische Notwendigkeit, eine oder mehrere Wellen in einem Getriebe als Hohlwelle auszuformen, kann auch konstruktive Gründe haben. Eine zunehmende Wellenanzahl in einem Kraftfahrzeuggetriebe führt zu einer Erhöhung des Getriebegewichtes, so dass im Rahmen von Ressourcenschonung, wie beispielsweise Material- und Kraftstoffeinsparung und Umweltverträglichkeit (Emissionsminderung), Maßnahmen zur Gewichtsreduktion der einzelnen Getriebewellen ergriffen werden müssen. Bei einem Welle-in-Wellegetriebe, beispielsweise bei einem Doppelkupplungsgetriebe, ist es sogar erforderlich, die Wellen teilweise oder vollständig hohl auszuführen.
  • Gemäß einem bereits bekannten Verfahrensablauf wird die Hohlwelle durch Kombination von zwei Verfahrensschritten hergestellt. In einem ersten Schritt wird ein massives Ausgangsmaterial durch einen Umformprozess, beispielsweise Gesenkschmieden, zu einem Grundkörper geformt. In einem nachfolgenden Bearbeitungsvorgang wird dann zur Herstellung der Hohlwelle eine Bohrung in Längsrichtung des Grundkörpers spanabhebend hergestellt. Durch diesen spanabhebenden Verfahrensschritt wird ein erheblicher Teil des eingesetzten Materials nicht genutzt. Dieses als Tieflochbohren bezeichnete Verfahren erfordert spezielle Maschinen und Werkzeuge (Tieflochbohrer) und bringt somit erhöhte Herstellungskosten mit sich. Mit den oben beschriebenen Verfahren ist es ferner nicht möglich, Hinterschnitte in der Bohrung, d. h. entlang der inneren Oberfläche der hergestellten Hohlwelle zu erzeugen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist aus heutiger Sicht, dass das Erfordernis der Ressourcenschonung aufgrund der spanabhebenden Bearbeitung nicht erfüllt wird.
  • Aus der EP 1745 870 ist eine nachfolgend beschriebene Verfahrenabfolge bekannt. Zunächst wird ein zylindrisches Ausgangsmaterial in einem ersten Schritt durch Querkeilwalzen zu einem Grundkörper umgeformt. Das Ausgangsmaterial wird zwischen den zwei profilierten Walzen oder Backen einer Querkeilwalzvorrichtung positioniert. Die auf diesen Walzen oder Backen vorhandenen Profile werden während des Umformens auf das Ausgangsmaterial übertragen. Nach der Umformung durch Querkeilwalzen weist der Grundkörper ein gewünschtes äußeres Oberflächenprofil auf. D. h., durch die Querschnittsänderung mittels Querkeilwalzens weist der Grundkörper eine konturierte Aussenumfangsfläche mit vorbestimmten kontinuierlichen Durchmesserübergängen auf, an deren Übergangsstellen Radien ausgebildet sind. So werden Kerben vermieden, welche die Festigkeit der Welle ungünstig beeinflussen können. Das Einbringen einer axialen Bohrung in den Grundkörper erfolgt während des beschriebenen Querkeilwalzens. Zusätzlich zu der radialen und tangentialen Umformung, die durch das Querkeilwalzen verursacht ist, wird über einen Dorn eine axiale Kraft in Längsrichtung des Ausgangsmaterials auf das Werkstück ausgeübt. Hierdurch kann eine Bohrung mit konstantem Durchmesser erzeugt werden. Der Dorn kann beim Querkeilwalzen entweder axial beweglich geführt werden oder ortsfest angeordnet sein.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Verfahren weiterzubilden und eine Abfolge von Prozessschritten anzugeben, die es ermöglicht, eine Hohlwelle in einer Großserienfertigung in Bezug auf Fertigungszeit, Material-, und Ressourceneinsatz als auch Investitionsaufwand optimal herzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Verfahrensfolge zur Herstellung einer Hohlwelle beispielsweise für Kraftfahrzeuggetriebe aus Halbzeugen, beinhaltet die folgenden Schritte:
    • – Herstellen einer Vorform durch Schmieden;
    • – Durchführen einer Wärmebehandlung der Vorform;
    • – Umformen der Vorform in eine zumindest teilweise hohle Zwischenform durch Bohrungsdrücken; und
    • – Rundkneten der Zwischenform zu einer Hohlwelle mit einer im Verlauf der Hohlwelle im Wesentlichen gleichen Wandstärke.
  • In einem ersten Schritt erfolgt die Herstellung einer Vorform einer Welle durch einen Schmiedevorgang. Dazu wird aus einem Halbzeug ein zur Herstellung der Welle benötigtes Teilstück bzw. Rohling abgetrennt und durch einen Schmiedevorgang in eine für die weiteren Verfahrensschritte erforderliche Vorform gebracht. Diese Vorform wird dann einer für das ausgewählte Material geeigneten Wärmebehandlung unterzogen, um sie für den weiteren Fertigungsprozess vorzubereiten. In vorteilhafter Weise erfolgt im Anschluss an die Wärmebehandlung das Umformen der Vorform in eine zumindest teilweise hohle Zwischenform durch Bohrungsdrücken als Basis für die weitere Fertigungsfolge. Beim Bohrungsdrücken handelt es sich um ein partielles, inkrementelles Druckumformverfahren zur Herstellung einer axialsymmetrischen Hohlwelle aus massiven Halbzeugen. Die Vorform wird dazu in einer Spanneinrichtung an einer Spindel aufgenommen und rotiert um ihre Längsachse. Das Material der Vorform wird, durch die von den zum Einsatz kommenden Druckrollen und einen gleichzeitig axial wirkenden Druckstempel eingeleitete Kraft verdrängt und fließt entgegen der Vorschubrichtung des Druckstempels. Der Druckstempel dreht sich synchron zu der Spindel und der Vorform und führt eine, mit den Druckrollen gemeinsame synchrone, axiale Bewegung aus. Dadurch entsteht aus der massiven Vorform die zumindest teilweise hohl ausgestaltete Zwischenform.
  • Ein wesentlicher Vorteil des Bohrungsdrückens gegenüber dem bekannten Verfahren des Tieflochbohrens ist der weit höhere Grad der Materialausnutzung durch die reine Umformung von Material. Das Verfahren lässt sich deshalb besonders vorteilhaft zur Herstellung einer Hohlwelle aus preisintensiven Werkstoffen einsetzen, da der auftretende Materialverlust bei einem Umformprozess sehr gering ist. Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft dieses Verfahrens liegt darin, dass der Zeitaufwand zur Herstellung einer Hohlwelle deutlich unterhalb des Aufwandes beim Tieflochbohren liegt. Diesem Vorteil kommt besonders im Rahmen einer Fertigung mit hohen Stückzahlen eine große Bedeutung zu.
  • Nach der Herstellung der hohlen Zwischenform durch Bohrungsdrücken kommt als weiterer Verfahrensschritt zur Gestaltung der äußeren Wellenkontur ein Rundkneten zum Einsatz. Auch bei dem Rundkneten handelt es sich um ein inkrementelles Umformverfahren, bei dem die Umformung in vielen kleinen Einzelschritten vollzogen wird. Gegenüber bekannten kontinuierlichen Verfahren besteht der Vorteil darin, dass eine homogenere Werkstoffumformung erfolgt. Dies wiederum ermöglicht hohe Umformgrade, da das Formänderungsvermögen des Werkstoffs im gesamten Bauteilquerschnitt gleichmäßig ausgenutzt wird. Das Rundkneten ermöglicht einen ununterbrochenen Verlauf der Materialfasern im Werkstück, was gegenüber spanend bearbeiteten Wellen zu besseren mechanischen Eigenschaften führt. Weiterhin erhöht eine, durch die Umformung, eingebrachte Kaltverfestigung des Werkstoffs beispielsweise die Bauteilfestigkeit. Das Verfahren des Rundknetens zeichnet sich weiter durch eine hohe Genauigkeit aus. Damit ist es möglich für die Abmessungen ein enges Toleranzfeld einzuhalten, sodass sich eine spanende Nachbearbeitung der Hohlwelle zumeist erübrigt. In vorteilhafter Weise kann dadurch Werkstoff eingespart und die Prozesskette verkürzt werden, was sich bei einer Großserienproduktion vorteilhaft auf die Stückkosten des einzelnen Bauteiles auswirkt.
  • Bei der Auswahl eines Halbzeuges zur Herstellung einer Hohlwelle spielen neben der Verfügbarkeit des entsprechenden Werkstoffes in der gewünschten Ausgangsform auch wirtschaftliche Belange eine entscheidende Rolle. Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorzugsweise die Verwendung eines zylindrischen Stangenmaterials als Ausgangshalbzeug für die Hohlwelle. Dieses Halbzeug hat gegenüber anderen Halbzeugen den Vorteil, dass es beispielsweise günstiger zu beschaffen ist als ein rohrförmiges Halbzeug.
  • Um das Material für den Schmiedeprozess vorzubereiten, wird das Halbzeug auf eine Temperatur von vorzugsweise 1000°C bis 1200°C erwärmt. Nach dieser Erwärmung wird durch einen Abschervorgang ein Materialrohling vom stangenförmigen Halbzeug abgetrennt, welcher dann für die weitere Verfahrensfolge in der benötigten Größe zur Verfügung steht. Alternativ besteht die Möglichkeit den Materialrohling von einem nicht erwärmten Halbzeug auf die benötigte Größe abzuscheren und erst danach für den folgenden Schmiedevorgang zu erwärmen.
  • Ist der Rohling in der benötigten Größe vorhanden, so wird in der erfindungsgemäßen Verfahrensfolge der Schmiedeprozess durchgeführt. Dieser erfolgt in vorteilhafter Weise als Warmschmiedevorgang, bei dem das Material eine Temperatur von etwa 1000°C bis 1200°C aufweist. Insbesondere vorteilhaft ist ein Gesenkschmieden.
  • Das Gesenkschmieden ermöglicht es, der Vorform durch die Kontur eines Gesenkes die wesentlichen Geometrieparameter der späteren Hohlwelle aufzuprägen. In diesem Verfahrensschritt werden der Vorform schon die notwendigen Materialanhäufungen für eine spätere Bearbeitung angeformt, um diese dann beispielsweise zu Bunden oder Lagersitze fertig zu bearbeiten.
  • Der gesamte Schmiedevorgang weist in vorteilhafter Weise die Hauptarbeitschritte Stauchen, Vorformen und Fertigformen auf, mit denen der Rohling in die Geometrie der Vorform überführt wird. Falls es notwendig ist, kann dem Schmiedevorgang noch ein Abgraten nachgeschaltet werden, um die Außenkontur von eventuell vorhandenen Überständen, beispielsweise eines Schmiedegrates, zu befreien.
  • Während des Schmiedevorganges kann es erforderlich sein, zur Verbesserung der Fließeigenschaften des verwendeten Materials einen Kühlschmierstoff aufzubringen, um die Materialeigenschaften an die Erfordernisse des Schmiedeprozesses anzupassen.
  • Das Schmieden wird beispielsweise auf einer horizontalen Schmiedepresse durchgeführt, die bevorzugt mit einer Hubzahl bis zu 80 Hüben pro Minute betrieben werden kann. Diese Ausführungsform der Presse ermöglicht es, den Schmiedevorgang unter optimalen Randbedingungen hinsichtlich Präzision des Produktes als auch Ausbringung von Bauteilen pro Zeiteinheit durchzuführen.
  • Nach dem Schmiedevorgang kann die Vorform aus der Schmiedehitze zur Weiterverarbeitung gesteuert abgekühlt werden, um in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Ausgangsmaterials bestimmte Gefüge und damit auch bestimmte Werkstückeigenschaften der Vorform einzustellen. Als Variante zur gesteuerten Abkühlung ist auch eine Abkühlung an der Luft denkbar. Diese Variante hat aber hinsichtlich des sich während des Abkühlvorganges ausbildenden Materialgefüges den Nachteil, dass hier möglicherweise Gefüge entstehen, die für eine Weiterbearbeitung in einem nachfolgenden Umformungsprozess nur bedingt geeignet sind. Dem Vorgang des Schmiedens und dem nachfolgenden Abkühlen kann ein Strahlprozess folgen, um falls erforderlich die Vorform von vorhandenem Zunder zu befreien.
  • Vor den weiteren Umformungsschritten wird zur Verbesserung der Materialeigenschaft ein Wärmebehandlungsprozess in Form eines Glühprozesses durchgeführt. Hierbei können verschiedene Formen eines Normalglühens zum Einsatz kommen. Vorzugsweise kommt hier ein BF Glühen zum Einsatz. Bei diesem Glühverfahren handelt es sich um ein Glühen zur Erzielung einer bestimmten Zugfestigkeit. Es weist ein Erwärmen der Vorform auf etwa 850–950°C mit einem anschließendem Abkühlen und nachfolgendem Anlassen bei ca. 500–550°C auf. Vorteilhaft bei dieser Art der Wärmebehandlung ist eine geringe Prozesszeit, die dieses Verfahren besonders wirtschaftlich werden lässt. Als alternatives Glühverfahren kann auch ein BG Glühen zum Einsatz kommen. Das BG Glühen erfolgt bei etwa 900–1000°C mit anschließender geregelter Abkühlung zur Erzeugung eines Ferrit-Perlit-Gefüges. Schließlich ist auch der Einsatz eines GKZ Glühens mit dem Ziel, möglich ein Gefüge aus kugeligen Carbiden zu erzeugen, da dieses Verfahren die Kaltumformbarkeit des Materials verbessert.
  • Nachdem der Wärmebehandlungsprozess abgeschlossen ist, erfolgt erfindungsgemäß das Umformen der Vorform in eine zumindest teilweise hohle Zwischenform durch Bohrungsdrücken. Vorzugsweise wird das Bohrungsdrücken als Warmumformungsverfahren mit einer erwärmten Vorform durchgeführt. Die Temperatur der Vorform liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 400°C bis 800°C. Es ist auch eine Anwendung des Bohrungsdrückens als Kaltumformverfahren denkbar. Das Bohrungsdrücken selbst kann sowohl von einer Seite als auch von beiden Seiten des Werkstückes bzw. der Vorform durchgeführt werden. Für die Entscheidung welche Prozessvariante zum Einsatz kommen soll, können Parameter wie Bauteilgröße, Bauteilform u. a. Berücksichtigung finden.
  • Zur Optimierung des Bohrdrückprozesses ist es vorteilhaft, ein Schmiermittel auf die Vorform und/oder das Werkzeug aufzutragen. Das Schmiermittel ermöglicht eine Verbesserung der Oberflächengüte der entstehenden Bohrung in der Zwischenform und führt zu einer Erhöhung der Werkzeugstandzeiten, was den Prozess hinsichtlich seiner Wirtschaftlichkeit verbessert. Der Auftrag dieses Schmiermittels kann zum einen derart erfolgen, dass das Schmiermittel in flüssiger Form während des Bohrdrückprozesses auf das Werkstück aufgesprüht wird. Zum anderen ist auch ein Auftrag des Schmiermittels auf das Werkstück vor dem Bohrungsdrückprozess in Form von Tauchen oder ähnlichem denkbar. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass das Schmiermittel nach dem Auftrag trocknen sollte, um sicherzustellen, dass es während der Umformung auch an den gewünschten Stellen zur Verfügung steht.
  • Vor den weiteren Umformungsschritten kann es zur Verbesserung der Materialeigenschaft vorteilhaft sein, erneut einen Wärmebehandlungsprozess in Form eines Glühprozesses durchzuführen. Auch hier stehen die vorstehend erläuterten Glühverfahren zur Auswahl. Die Entscheidung, ob und welches der Verfahren zum Einsatz kommt, ist von den Materialeigenschaften und dem Verformungsgrad der Zwischenform abhängig und kann für jeden Prozess neu festgelegt werden.
  • Das Fertigformen der Getriebewelle aus der Zwischenform erfolgt dann durch Rundkneten. Dieser Verfahrensschritt kann direkt nach dem Bohrungsdrücken oder nach dem vorgenannten zusätzlichen Wärmbehandlungsprozess erfolgen.
  • Bei dem Verfahrenschritt des Rundknetens entsteht eine Hohlwelle mit optimaler Wandstärke, geringen Wandstärkenunterschieden und einem für die Bauteilfestigkeit optimalen Faserverlauf. Vorzugsweise wird das Rundkneten zur Erstellung der Hohlwelle als Warmumformverfahren mit einer erwärmten Zwischenform durchgeführt. Die Temperatur der Zwischenform liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von etwa 400°C bis 800°C. Alternativ ist der Einsatz des Rundknetens als Kaltumformungsverfahren vorgesehen.
  • Erfolgt das Rundkneten bei erwärmter Zwischenform, wird das fertige Bauteil vor der Weiterverarbeitung gesteuert abgekühlt, um je nach Eigenschaften des Ausgangsmaterials bestimmte Gefüge und damit auch bestimmte gewünschte Eigenschaften des Werkstückes einzustellen. Als Verfahrensvariante zur gesteuerten Abkühlung ist eine Abkühlung an der Luft denkbar. Diese Variante kann, wie vorstehend erläutert, Nachteile hinsichtlich des sich während des Abkühlvorganges ausbildenden Materialgefüges haben. Das dabei entstehende Gefüge ist für eine Weiterbearbeitung im folgenden Fertigungsprozess möglicherweise nur bedingt geeignet. Gegebenenfalls wirkt sich das Gefüge auch störend auf die Eigenschaften des fertigen Bauteiles aus.
  • In der vorstehenden Beschreibung werden die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zur Herstellung einer einstückigen Getriebehohlwelle beschrieben. Sollte es aus Gründen der geometrischen Anforderungen erforderlich sein, eine Welle zwei oder mehrstückig auszuführen, so kann der erfindungsgemäße Verfahrensablauf um einen Verfahrensschritt Fügen, beispielsweise ein Schweißen, ergänzt werden. In diesem Verfahrensschritt werden zwei oder mehr Teilwellenabschnitte zu einer Gesamtwelle verbunden. Dabei kann die Gestaltung der Vorformen derart sein, dass diese in dem Bereich der Fügestelle mit einer Vertiefung, beispielsweise einer Bohrung, versehen sind. Diese Bohrungen bilden nach dem Fügevorgang einen innenliegenden Hohlraum in der Zwischenform.
  • Hier findet als Fügeverfahren bevorzugt ein Reibschweißen Anwendung. Der Einsatz anderer Fügeverfahren, beispielsweise Pressen, Löten oder auch anderer Schweißverfahren ist ebenfalls denkbar.
  • Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer Ausführungsform unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert, von denen:
  • 1: eine schematische Schnittdarstellung einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hohlwelle zeigt;
  • 2: eine schematische Schnittdarstellung einer Zwischenform nach dem Bohrungsdrücken zeigt; und
  • 3: eine symbolische Darstellung des Verfahrensablaufes zeigt.
  • Die 1 zeigt eine Hohlwelle 1, die den gesamten erfindungsgemäßen Verfahrensablauf durchlaufen hat. Die Darstellung zeigt deutlich, dass die Stärke der Wandung 2 über die gesamte Länge der Hohlwelle 1 nahezu konstant ist. Auch im Bereich von Durchmesseränderungen verändert sich die Stärke der Wandung 2 nur unwesentlich. Eine Materialanhäufung 3, beispielsweise ein Bund, findet sich in den Bereichen, in denen im weiteren Fertigungsprozess beispielsweise eine Verzahnung oder ein Lagersitz aufgebracht wird, um das für die weitergehende zumeist spanabhebende Bearbeitung notwendige Material vorzuhalten. Die dargestellte Hohlwelle ist durchgängig mit einer Bohrung 4 versehen.
  • In 2 wird eine Zwischenform 5 dargestellt. Diese Zwischenform 5 hat lediglich die Verfahrensschritte bis zum Bohrungsdrücken durchlaufen. Dargestellt ist die durch Gesenkschmieden hergestellte Schmiedekontur 6 und die durch das Bohrungsdrücken eingebrachten Bohrungen 4' und 4''. In der dargestellten Zwischenform 5 wurden die Bohrungen 4' und 4'' von beiden einander entgegen gesetzten Wellenenden aus eingebracht. In etwa der Mitte der Zwischenform 5 wurde zum Beispiel eine erste Materialanhäufung 7a im Bereich zwischen den Bohrungen 4' und 4'' und eine zweite Materialanhäufung 7b im etwa mittigen Außenumfangsbereich der Schmiedekontur 6 zurückgelassen. Die Materialanhäufung 7a kann nach dem Bohrungsdrücken durch die Einleitung einer zusätzlichen Axialkraft und einem Vorschub des Druckstempels in axialer Richtung entfernt werden.
  • Die 3 zeigt in symbolischer Darstellung die einzelnen Verfahrensschritte und deren Reihenfolge. Der Verfahrensablauf beginnt in einer Wärmeanlage 8 zum Erwärmen eines stangenförmigen Halbzeuges 9, an welchen sich dann eine Abschervorrichtung 10 zum Abscheren eines Rohlings 11 von dem Halbzeug 9 anschließt. Danach wird der Rohling 11 einer Schmiedepresse 12 zugeführt, wo er in einem Gesenk 13 zur Vorform geschmiedet wird. Nach dem Gesenkschmieden wird die Vorform einem ersten Glühofen 14a zugeführt, in dem ein erster Glühprozess erfolgt. Nach dem Glühprozess kann die Vorform in einer entsprechenden Kühlvorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert angekühlt werden. Der Wärmebehandlung in dem Glühofen 14a ist eine Maschine 15 zum Bohrungsdrücken nachgeschaltet. Nach dem Bohrungsdrücken in der entsprechenden Maschine 15 wird eine so erhaltene Zwischenform 5 in einen zweiten Glühofen 14b gegeben und einem zweiten Glühprozess unterzogen. Zum Abschluss der dargestellten Prozesskette wird in einer geeigneten Anlage 16 ein Rundkneten der Außenkontur durchgeführt, um als fertiges Endprodukt die Hohlwelle 1 zu erhalten. Schließlich kann die Hohlwelle 1 in einer entsprechenden Kühlvorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert abgekühlt werden.
  • 1
    Hohlwelle
    2
    Wandung
    3
    Materialanhäufung
    4, 4', 4''
    Bohrung
    5
    Zwischenform
    6
    Schmiedekontur
    7a, 7b
    Materialanhäufung
    8
    Wärmeanlage
    9
    Halbzeug
    10
    Abschervorrichtung
    11
    Rohling
    12
    Schmiedepresse
    13
    Gesenk
    14a, 14b
    Glühofen
    15
    Maschine zum Bohrungsdrücken
    16
    Maschine zum Rundkneten
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1745870 [0005]

Claims (21)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle (1) aus Halbzeugen (9) mit den folgenden Schritten: – Herstellen einer Vorform durch Schmieden; – Durchführen einer Wärmebehandlung der Vorform; – Umformen der Vorform in eine zumindest teilweise hohle Zwischenform (5) durch Bohrungsdrücken; und – Rundkneten der Zwischenform (5) zu einer Hohlwelle (1) mit einer im Verlauf der Hohlwelle (1) im Wesentlichen gleichen Wandstärke.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (9) vor dem Schmieden stangenförmig ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (9) vor dem Schmieden auf etwa 1000°C bis 1200°C erwärmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieden ein Warmschmieden ist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieden ein Gesenkschmieden ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschmiedete Vorform eine oder mehrere Materialanhäufungen (3) aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiedevorgang die Schritte Stauchen, Vorformen, Fertigformen und/oder Abgraten aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Schmiedens ein Kühlschmierstoff aufgebracht wird.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieden auf einer Schmiedepresse (12) erfolgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubzahl der Schmiedepresse (12) bis zu 80 Hübe pro Minute beträgt
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform nach dem Schmieden gesteuert abgekühlt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung ein Glühverfahren ist.
  13. Verfahren nach eine der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Vorformen zu einer Zwischenform (5) gefügt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrerer Formformen mit axialen Bohrungen derart gefügt werden, dass eine Zwischenform (5) mit einem innen liegenden Hohlraum entsteht.
  15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrungsdrücken bei erwärmter Vorform erfolgt.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Vorform beim Bohrungsdrücken etwa 400°C bis 800°C beträgt.
  17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bohrungsdrücken ein Schmiermittel verwendet wird, das vor und/oder während der Bohrungsdrückens aufgebracht wird.
  18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bohrungsdrücken ein Wärmebehandlungsprozess erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundkneten bei erwärmter Zwischenform (5) erfolgt.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Zwischenform (5) beim Rundkneten etwa 400°C bis 800°C beträgt.
  21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (1) nach dem Rundkneten gesteuert abgekühlt wird.
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