DE102010053547A1 - Method and device for producing an internally and externally toothed cup-shaped sheet metal part - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Blechteils, bei dem das unverzahnte topfförmige Blechteil auf einen, mit einer der zu erzeugenden Innenverzahnung des Blechteils entsprechenden Außenverzahnung, ausgebildeten Rolldorn geschoben und dann das Außenprofil auf das topfförmige Blechteil aufgewalzt wird, indem das topfförmige Blechteil zusammen mit dem Rolldorn durch eine parallel zur Mittelachse auf dem Blechteil unter Ausübung eines radialen Druckes abrollenden Profilrollensatzes gepresst wird, wodurch der Werkstoff des Blechteils in die Zahnnuten des Rolldorns eingedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem einzigen Verfahrensschritt im Verlaufe eines einzigen Pressenhubes (Auf- und Abwärtsbewegung des Rolldornes) eine fertige Ausformung der Längsnuten im Blechteil erfolgt.Method for producing an internally and externally toothed pot-shaped sheet metal part, in which the non-toothed pot-shaped sheet metal part is pushed onto a rolling mandrel formed with an external toothing corresponding to the internal toothing of the sheet metal part to be produced and then the outer profile is rolled onto the pot-shaped sheet metal part by the pot-shaped sheet metal part being put together is pressed with the rolling mandrel through a set of profiled rollers that runs parallel to the central axis on the sheet metal part while exerting a radial pressure, whereby the material of the sheet metal part is pressed into the tooth grooves of the rolling mandrel, characterized in that in a single method step in the course of a single press stroke (opening and downward movement of the rolling mandrel) the longitudinal grooves in the sheet metal part are finished.
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Blechteils nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method and an apparatus for producing an internally and externally toothed cup-shaped sheet metal part according to the preamble of
Ein derartiges Verfahren und eine hierzu geeignete Vorrichtung ist beispielsweise mit dem Gegenstand der
Bei diesem bekannten Verfahren besteht das Rollwerkzeug aus einer Vielzahl von gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Profilrollen, wobei die zur Herstellung der Verzahnung des Blechteils in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Profilrollensätze verwendet werden müssen.In this known method, the rolling tool consists of a plurality of uniformly distributed on the circumference arranged profile rollers, wherein the arranged for producing the teeth of the sheet metal part in different planes profile roller sets must be used.
Mit einem oberen Profilrollensatz wird eine Vorformung der Längsnuten im Blechteil ausgeübt und das so vorgeformte Blechteil wird anschließend entweder in ein anderes Rollumformwerkzeug verbracht und dort endgültig ausgewalzt, oder es sind mehrere Rollensätze vertikal übereinander angeordnet, wobei der eine Rollensatz das Vorformen und der andere Rollensatz das Fertigformen der Zahnnuten des verzahnten Blechteils ausführt.With an upper profile roller set a preforming of the longitudinal grooves is exerted in the sheet metal part and the preformed sheet metal part is then either moved to another Rollumformwerkzeug and finally rolled there, or there are several sets of rollers arranged vertically one above the other, one set of rollers preforming and the other set of rollers Finished forms of the tooth grooves of the toothed sheet metal part performs.
Nachteil des bekannten Verfahrens ist, dass die Zahnform des Blechteils in unterschiedlichen Arbeitsgängen erzeugt werden muss, was mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden ist.Disadvantage of the known method is that the tooth shape of the sheet metal part must be produced in different operations, which is associated with a high workload.
Weiterer Nachteil ist, dass unterschiedlich geformte Profilrollen in Form von unterschiedlichen Profilrollensätzen verwendet werden müssen, was den Aufwand für ein derartiges Rollumformwerkzeug stark erhöht.Another disadvantage is that differently shaped profile rollers in the form of different profile roller sets must be used, which greatly increases the cost of such Rollumformwerkzeug.
Beim Stand der Technik ist es bekannt, die Profilrollen symmetrisch auszubilden, was bedeutet, dass die umformende Mantelfläche (Rollumfang) der Profilrolle absolut symmetrisch ausgebildet ist. Es handelt sich um eine Spiegelsymmetrie zur Längsmittenachse, wie dies für herkömmliche Profilrollen in den
Kennzeichnend für diesen Stand der Technik ist, dass mit der herkömmlichen Profilrolle
Der Erfindung liegt dem gemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit geringerem Werkzeugeinsatz, bevorzugt mit lediglich einem Profilrollensatz, ein fertiges Ausformen der Längsnuten im Blechteil möglich ist, ohne dass es unterschiedlicher Profilrollensätze mit unterschiedlich geformten Profilrollen bedarf.The invention is based on the object, a method and an apparatus of the type mentioned in such a way that with less use of tools, preferably with only a profile roller set, a finished molding of the longitudinal grooves in the sheet metal part is possible without different profile roller sets with differently shaped Profile roles needed.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.To solve the problem, the invention is characterized by the technical teaching of
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass in einem einzigen Verfahrensschritt im Verlaufe eines einzigen Pressenhubes (Auf- und Abwärtsbewegung des Rolldornes) eine fertige Ausformung der Längsnuten im Blechteil erfolgt.An essential feature of the invention is that in a single process step in the course of a single press stroke (up and down movement of the rolling mandrel), a finished shaping of the longitudinal grooves in the sheet metal part takes place.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der wesentliche Vorteil, dass es nun nicht mehr notwendig ist, erst ein Vorformen und dann ein endgültiges Ausformen der Längsnuten im Blechteil vorzunehmen, sondern dass im Verlaufe eines einzigen Pressenhubes (Abwärtshub und sich daran anschließender Aufwärtshub) ein endgültiges Ausformen der Längsnuten im Blechteil erstmals möglich ist.With the given technical teaching, there is the significant advantage that it is no longer necessary to first perform a preforming and then a final shaping of the longitudinal grooves in the sheet metal part, but that in the course of a single press stroke (downstroke and subsequent upstroke) a final Forming the longitudinal grooves in the sheet metal part is possible for the first time.
Dies führt dazu, dass nur noch ein einziger Profilrollensatz benötigt wird, um eine endgültige Ausformung der Längsnuten im Blechteil zu ermöglichen, was bisher nicht bekannt war.This means that only a single profile roller set is needed to allow a final shaping of the longitudinal grooves in the sheet metal part, which was previously unknown.
Erfindungsgemäß entfallen das Vorformen und das endgültige Ausformen der Längsnuten im Blechteil mit unterschiedlichen Profilrollen und es wird nur noch ein einziger Profilrollensatz verwendet, um während eines Abwärts- und eines sich daran anschließenden Aufwärtshubes eines Rolldornes eine endgültige Ausformung der Längsnuten im Blechteil zu ermöglichen.According to the invention eliminates the preforming and the final shaping of the longitudinal grooves in the sheet metal part with different profile roles and it is only a single profile roller set used to allow during a downward and an adjoining upward stroke of a rolling mandrel final shaping of the longitudinal grooves in the sheet metal part.
Die Erfindung sieht in einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass sich an die endgültige Ausformung der Längsnuten im Blechteil noch zusätzlich ein Kalibriervorgang anschließt.The invention provides in a development of the present invention, that in addition to the final shaping of the longitudinal grooves in the sheet metal part, a calibration followed.
Eine solche Kalibrierung kann beispielsweise durch einen Kalibrierring erfolgen, der mit seinen Kalibrierzähnen und mit seinem Kalibriergrund in die bereits fertig ausgeformten Längsnuten des Blechteils eindringt und in Längsrichtung entlang fährt, um so für die Herstellung einer endgültigen Maßhaltigkeit zu sorgen. Die Kalibrierung liegt im Zehntelbereich von Millimetern und ist nicht mit einem Vorformen und einem endgültigen Ausformen nach dem Stand der Technik vergleichbar. Such a calibration can be carried out, for example, by a calibration ring which penetrates with its calibration teeth and with its calibration base into the already formed longitudinal grooves of the sheet metal part and moves longitudinally along, so as to provide for the production of a final dimensional accuracy. The calibration is in the tenths of a millimeter range and is not comparable to preforming and final molding in the prior art.
Es wird darauf hingewiesen, dass es einer Kalibrierung nicht unbedingt bedarf, dass es aber für den Erhalt besonders maßhaltiger Blechteile bevorzugt wird, eine solche Kalibrierung vorzunehmen.It should be noted that calibration is not essential, but it is preferred to obtain such a calibration for obtaining particularly dimensionally stable sheet metal parts.
Um die Aufgabe zu lösen, mit einem einzigen Profilrollensatz und den dort angeordneten Profilrollen ein endgültiges Ausformen der Längsnuten des Blechteils zu erreichen, werden anstatt spiegelsymmetrischer Profilrollen asymmetrische Profilrollen verwendet. Alle asymmetrischen Profilrollen sind auf entsprechenden Achsbolzen drehbar gelagert und gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet und bilden so einen einzigen Profilrollensatz, der für die endgültige Ausformung der Längsnuten des Blechteils bestimmt ist.To achieve the task of achieving a final shaping of the longitudinal grooves of the sheet metal part with a single profile roller set and the profile rollers arranged there, asymmetrical profile rollers are used instead of mirror-symmetrical profile rollers. All asymmetrical profile rollers are rotatably mounted on respective axle and distributed uniformly around the circumference and thus form a single profile roller set, which is intended for the final formation of the longitudinal grooves of the sheet metal part.
Als Gegenhalter für die asymmetrischen Profilrollen wird ein Rolldorn verwendet, der in den Innenraum des topfförmigen Blechteils eindringt und die Längsnuten von innen abstützt, so dass die asymmetrischen Profilrollen mit ihren zugeordneten Rollbünden und Schulterbünden in die zugeordneten gleich profilierten Ausnehmungen im Bereich dieser Rolldorns eindringen und dort zu einer Umformung des Blechteils führen. Somit wird das Blechteil von den außen angeordneten asymmetrischen Profilrollen radial einwärts gerichtet in Richtung auf den radial auswärts gerichteten Rolldorn verformt, wobei die Rolldornform im Wesentlichen der späteren Profilform der Längsnuten des Blechteils entspricht.As a counterhold for the asymmetrical profile rollers, a rolling mandrel is used, which penetrates into the interior of the cup-shaped sheet metal part and the longitudinal grooves supported from the inside, so that the asymmetric profile rollers penetrate with their associated roller collars and shoulder collars in the associated identically profiled recesses in the region of this rolling mandrel and there lead to a deformation of the sheet metal part. Thus, the sheet metal part is radially inwardly directed by the asymmetric profile rollers arranged outside in the direction of the radially outwardly directed rolling mandrel, wherein the rolling mandrel shape substantially corresponds to the later profile shape of the longitudinal grooves of the sheet metal part.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei ergeben sich aus den Zeichnungen und deren Beschreibung weitere Vorteile und Merkmale, die in Einzelstellung, aber auch in Kombination unter einander als erfindungswesentlich beansprucht werden.The invention will now be described in more detail with reference to the drawings. Here are the drawings and their description further advantages and features that are claimed in individual position, but also in combination with each other as essential to the invention.
Es zeigen:Show it:
In
Der Schutzumfang der Erfindung bezieht sich jedoch auch auf achslos in einem Werkzeugträger gelagerte Profilrollen.However, the scope of the invention also relates to axleless mounted in a tool carrier profile rollers.
Somit bildet der Profilrollensatz
Das Ausführungsbeispiel nach den
Der Kalibrierring
Aus
Im Innenraum des umzuformenden Blechteiles
Der Rolldorn
In der gehäusefesten Aufnahme
Der Gegenhalter
Der gehäusefeste Rahmen
Es ist noch der vorher erwähnte Kalibrierring
Die
Die Profilrollen
Die Drehung erfolgt um die Drehachse, welche durch den jeweiligen Achsbolzen
Selbstverständlich umfasst die Erfindung auch die kinematische Umkehrung dergestalt, dass Profilrollensatz (
Die
Ferner ist erkennbar, wie zwei asymmetrische Profilrollen
Nur beispielsweise ist in
Aus
An den asymmetrischen Rollbund
Aus zeichnerischen Vereinfachungsgründen ist der die gleiche Nutform aufweisende innerer Rolldorn
Es ist lediglich der Kalibrierring
Es wird darauf hingewiesen, dass die endgültige Formgebung der Längsnut
In
Ferner ist erkennbar, dass der Winkel Y (
Damit werden Längsnuten
An den Nutengrund
Die Seitenflanken
Dieser Unterschied zwischen der Asymmetrie des Rollbundes
Damit wird mit einer asymmetrischen Profilrolle und einem dazugehörenden Drehversatzwinkel
Durch die Einstellung des relativen Drehversatzwinkels
Damit ergibt sich der Vorteil der Erfindung, weil durch die Veränderung des Drehversatzwinkels
Mit einem solchen Rollumformwerkzeug lassen sich demgemäß wahlweise symmetrische oder asymmetrische Blechteile mit am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Längsnuten herstellen.Accordingly, symmetrical or asymmetrical sheet-metal parts with longitudinal grooves uniformly distributed on the circumference can be produced with such a roll-forming tool.
Es wird noch angefügt, dass die Achslinie
Wie sich aus den
Wichtig ist, dass die asymmetrische Profilrolle
Hierbei ist wesentlich, dass die sich an die eine Seite des Rollbundes anschließende Flanke
Es handelt sich also um eine asymmetrische Profilrolle, bei der der im Durchmesser vergrößert ausgebildete Rollbund
Die Mantelfläche des Schulterbundes
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass der im Durchmesser vergrößerte Rollbund
Wichtig ist, dass der Profilrollensatz insgesamt um einen zirkularen Drehversatzwinkel
Die weiteren Einzelheiten aus
In
Diese Profilrollen
Für die gleichen Teile wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet, wobei in der
Die unverformte Mantelfläche
Das fertig ausgeformte Blechteil
Die Fließpressumformung erfolgt bei der asymmetrischen Profilrolle
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine asymmetrische Profilrolle
In einer anderen Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, die verschiedenen Teile der jeweils in
In
Der Kalibrierring
The
Der Zahnkopf
In gleicher Weise, jedoch nur in verlängerter Ausführung weist der Zahnfuß
Insgesamt bilden so Zahnkopf
An den Kalibrierzahn
Auch diese beiden Stirnflanken
In
Am Außenumfang des Kalibrierrings
Durch die Anordnung der Schmiernut
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Blechteilsheet metal part
- 22
- Profilrolle asymmetrischProfile roll asymmetric
- 33
- Kalibrierringcalibrating
- 44
- Rolldornroll Dorn
- 55
- Aufnahmeadmission
- 66
- Deckel untenLid down
- 77
- Gegenhalterbackstop
- 88th
- Aufnahme obenRecording above
- 99
- Rahmenframe
- 1010
- Deckel obenTop lid
- 1111
- Schmiernutelubrication groove
- 1212
- Pfeilrichtungarrow
- 1313
- Pfeilrichtungarrow
- 1414
- Achsbolzenaxle
- 1515
- Drehrichtungdirection of rotation
- 1616
- Ausnehmungrecess
- 1717
- KalibrierzahnKalibrierzahn
- 1818
- Rollbundroll Bund
- 1919
- Schulterbundshoulder Bund
- 2020
-
Flanke
20a (von3 )flank 20a (from3 ) - 2121
- 2222
-
Seitenflanke (
28 )22a Side flank (28 )22a - 2323
-
Stirnflanke (
28 )23a Front edge (28 )23a - 2424
- 2525
- 2626
-
Stirnflanke (
27 )26a Front edge (27 )26a - 2727
- KalibriergrundKalibriergrund
- 2828
- Zahnkopfaddendum
- 2929
- Zahnfußtooth root
- 3030
-
Längsnut (von
1 )Longitudinal groove (from1 ) - 3131
- Nutengrundgroove base
- 3232
-
Seitenflanke (von
1 )Side flank (from1 ) - 3333
-
Seitenflanke (von
1 )Side flank (from1 ) - 3434
-
Radiuslinie (von
1 )Radius line (from1 ) - 3535
-
Radiuslinie (von
2 )Radius line (from2 ) - 3636
- DrehversatzwinkelRotary offset angle
- 3737
-
Winkel Y (von
20 )Angle Y (from20 ) - 3838
-
Winkel X (von
20a )Angle X (from20a ) - 3939
-
Wandung (von
1 )Wall (from1 ) - 4040
- herkömmliche Profilrolleconventional profile roller
- 4141
- herkömmliche Profilrolleconventional profile roller
- 4242
- Ringflanschannular flange
- 4343
- Verformungsbereichdeformation zone
- 4444
- ProfilrollensatzProfile roller set
- 4545
- Zentrumcenter
- 4646
- Achslinieaxle line
- 4747
-
Mantelfläche (von
1 )Lateral surface (from1 )
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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