DE102014014845A1

DE102014014845A1 - Method for producing a conical contact surface and component

Info

Publication number: DE102014014845A1
Application number: DE201410014845
Authority: DE
Inventors: Rolf Friedrich; Waldemar Henning
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer kegeligen Anlagefläche mit folgenden Schritten vorgeschlagen: Bereitstellen eines Bauteils (1) mit einer Bohrung (3), und Umformen einer Bohrungswandung (5) der Bohrung (3) mit einem Umformwerkzeug (7), wobei eine vorherbestimmte Kegelform für die Bohrungswandung (5) ausgebildet wird.A method is proposed for producing a conical contact surface comprising the following steps: providing a component (1) with a bore (3), and reshaping a bore wall (5) of the bore (3) with a forming tool (7), wherein a predetermined conical shape is formed for the bore wall (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kegeligen Anlagefläche sowie ein Bauteil mit einer kegeligen Anlagefläche.The invention relates to a method for producing a conical contact surface and a component with a conical bearing surface.

Kegelige Anlageflächen der hier angesprochenen Art werden insbesondere zu Bildung einer selbsthemmenden Verbindung genutzt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 00 948 A1 geht ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Montieren eines Kegelbolzens in einer konischen Bohrung hervor. Dabei ist eine Kegelneigung so gering gewählt, dass Selbsthemmung vorliegt. Solche Verbindungen werden beispielsweise im Fahrzeugbau beim Fügen von Kegelbolzen mit Kugelkopf an Lenkerhebeln von lenkbaren Fahrzeugachsen genutzt. Der Kegelbolzen wird dabei bis zur Selbsthemmung in die Konusbohrung hineingezogen. Aus dem Dokument geht nicht hervor, in welcher Weise die kegelige Anlagefläche für den Kegelbolzen erzeugt wird. Üblicherweise werden derartige Flächen durch spanende Verfahren wie Drehen oder Fräsen hergestellt. Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 1 830 259 U ist ein Kegelstiftbohrer bekannt, der unmittelbar in einem Material eine konische Bohrung ausführen kann, wodurch ein Nachreiben mit einer Reibahle obsolet wird. Es zeigt sich, dass bei derartigen, spanenden Verfahren zur Herstellung der kegeligen Anlagefläche relativ viel Schmutz in Form von Spänen und Schmiermittel anfällt, sodass die erzeugte Anlagefläche sorgfältig gereinigt werden muss, um eine sinnvolle selbsthemmende Verbindung herstellen zu können. Zusätzlich weisen spanende Prozesse relativ hohe Fertigungstoleranzen auf, sodass die Funktionsfähigkeit der Selbsthemmung nicht in jedem Fall gewährleistet werden kann. Hinzu kommt außerdem, dass ein erzielbarer Anstellwinkel für die kegelige Anlagefläche werkzeugbedingt sehr eingeschränkt ist, sodass Konstruktionsmöglichkeiten für ein Bauteil mit einer derartigen Anlagefläche eingeschränkt sind. Nachteilig sind auch die mit spanenden Verfahren verbundenen hohen Werkzeugkosten, insbesondere aufgrund geringer Standzeiten der verwendeten Werkzeuge. Ebenfalls gehen mit spanenden Verfahren hohe Prozessrisiken und hohe Taktzeiten einher.Tapered contact surfaces of the type mentioned here are used in particular to form a self-locking connection. From the German patent application DE 199 00 948 A1 discloses a method and apparatus for mounting a tapered bolt in a tapered bore. Here, a cone slope is chosen so low that self-locking is present. Such compounds are used for example in vehicle when joining taper bolt with ball head handlebar levers of steerable vehicle axles. The taper bolt is pulled into the cone bore until self-locking. From the document is not clear, in which way the tapered contact surface is created for the taper bolt. Usually, such surfaces are produced by machining processes such as turning or milling. From the German Utility Model DE 1 830 259 U is known a taper pin drill, which can perform a conical bore directly in a material, whereby a rubbing with a reamer is obsolete. It turns out that in such, cutting process for the production of the conical contact surface relatively much dirt in the form of chips and lubricant accumulates, so that the contact surface generated must be carefully cleaned in order to produce a meaningful self-locking compound can. In addition, machining processes have relatively high manufacturing tolerances, so that the functionality of the self-locking can not be guaranteed in each case. In addition, an achievable angle of attack for the tapered contact surface due to the tool is very limited, so that design options for a component with such a contact surface are limited. Also disadvantageous are the high tool costs associated with machining processes, in particular due to the reduced service life of the tools used. Likewise, the process involves high process risks and high cycle times.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer kegeligen Anlagefläche und ein Bauteil mit einer kegeligen Anlagefläche zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide a method for producing a conical contact surface and a component with a conical contact surface, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Merkmale der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the features of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung einer kegeligen Anlagefläche geschaffen wird, welches folgende Schritte aufweist: Es wird ein Bauteil mit einer Bohrung bereitgestellt, und eine Bohrungswandung der Bohrung wird mit einem Umformwerkzeug umgeformt. Dabei wird eine vorherbestimmte Kegelform für die Bohrungswandung ausgebildet. Auf diese Weise kann mit möglichst geringem Aufwand eine kegelige Anlagefläche prozesssicher geschaffen werden, wobei das Verfahren eine möglichst große Variabilität in Hinblick auf den Anstellwinkel der Anlagefläche und damit auch auf deren konstruktive Einsatzmöglichkeiten erlaubt. Durch das Umformen wird nicht nur ein sehr feines, vorzugsweise selbsthemmendes Kegelverhältnis eingestellt, sondern die Bohrungswandung wird zugleich geglättet, sodass eine definierte Haftreibung einstellbar ist. Dadurch, dass eine spanende Bearbeitung der Bohrungswandung vermieden wird, fällt auch kein Schmutz an, sodass auf die ansonsten fällige Reinigung verzichtet werden kann. Mithilfe des Verfahrens kann eine spanlose, glatte und gratfreie Oberfläche der Bohrungswandung erzielt werden. Hierzu bedarf es lediglich eines einfachen und kostengünstigen Umformwerkzeugs. Querbohrungen oder Absätze werden nicht beeinträchtigt. Das Verfahren ist einfach und schnell durchführbar, sodass es insbesondere gegenüber einer spanenden Bearbeitung der Bohrung Taktzeitvorteile hat. Weiterhin sind Toleranzerweiterungen im Vergleich zu Zerspanprozessen möglich und umsetzbar. Das Verfahren weist eine sehr hohe Prozesssicherheit auf. Insbesondere lässt sich mithilfe des Verfahrens reproduzierbar die vorherbestimmte Kegelform für die Bohrungswandung realisieren.The object is achieved in particular by providing a method for producing a conical contact surface, which comprises the following steps: a component with a bore is provided, and a bore wall of the bore is formed with a forming tool. In this case, a predetermined conical shape is formed for the bore wall. In this way, a conical bearing surface can be created process reliable with the least possible effort, the method allows the greatest possible variability in terms of the angle of attack of the contact surface and thus on the constructive applications. By reshaping not only a very fine, preferably self-locking cone ratio is set, but the bore wall is also smoothed so that a defined static friction is adjustable. The fact that a machining of the bore wall is avoided, no dirt falls, so that can be dispensed with the otherwise due cleaning. The method can be used to achieve a chipless, smooth and burr-free surface of the bore wall. This requires only a simple and inexpensive forming tool. Cross holes or heels are not affected. The process is simple and quick to carry out, so that it has cycle time advantages in particular compared to a machining of the bore. Furthermore, tolerance expansions compared to Zerspanprozessen possible and feasible. The process has a very high process reliability. In particular, it is possible with the aid of the method to reproducibly realize the predetermined conical shape for the bore wall.

Bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens eine kegelige Anlagefläche für eine selbsthemmende Verbindung, insbesondere zur Bildung einer selbsthemmenden Verbindung, ausgebildet. Gerade für diese Art der Anwendung und insbesondere für die damit verbundenen, kleinen Kegelverhältnisse ist das Verfahren besonders geeignet.Within the scope of the method, a conical bearing surface is preferably formed for a self-locking connection, in particular for forming a self-locking connection. Especially for this type of application and in particular for the associated, small conical conditions, the method is particularly suitable.

Das Bauteil wird bevorzugt mit einer im Wesentlichen zylindrischen, vorzugsweise zylindrischen Bohrung bereitgestellt. Eine solche Bohrung ist besonders einfach herstellbar. Alternativ ist es auch möglich, dass die Bohrung bereits kegelig ausgebildet ist, jedoch noch nicht die vorherbestimmte Kegelform aufweist, die dann durch Umformen mit dem Umformwerkzeug erzeugt wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen Umformgrad für die Umformung zu verringern, wodurch das Verfahren gegebenenfalls einfacher, schneller und genauer durchführbar ist. Im Übrigen bedarf es weder einer besonders genauen Tolerierung der Bohrungsmaße noch einer hohen Oberflächenqualität für dieselbe, weil vielmehr beim Umformen mit dem Umformwerkzeug sowohl enge Toleranzen als auch eine sehr glatte Bohrungswandung erzeugt werden können.The component is preferably provided with a substantially cylindrical, preferably cylindrical bore. Such a bore is particularly easy to produce. Alternatively, it is also possible that the bore is already formed conical, but not yet has the predetermined conical shape, which is then produced by forming with the forming tool. In this way, it is possible to reduce a degree of deformation for the forming, whereby the process may be easier, faster and more accurate feasible. Incidentally, it requires neither a particularly accurate tolerancing of the bore dimensions nor a high surface quality for the same, but rather both during forming with the forming tool tight tolerances as well as a very smooth bore wall can be produced.

Es ist möglich, dass das Bauteil mit einer Durchgangsbohrung bereitgestellt wird. Es ist auch möglich, dass das Bauteil mit einer Sackbohrung bereitgestellt wird. Beide Bohrungsarten sind zur Durchführung des Verfahrens geeignet und je nach Anwendungsgebiet sinnvoll einsetzbar.It is possible that the component is provided with a through-hole. It is also possible that the component is provided with a blind bore. Both types of bore are suitable for carrying out the method and can be usefully used depending on the field of application.

Die kegelige Anlagefläche wird an der Bohrungswandung ausgebildet beziehungsweise die Bohrungswandung bildet die kegelige Anlagefläche.The conical contact surface is formed on the bore wall or the bore wall forms the conical bearing surface.

Als vorherbestimmte Kegelform wird vorzugsweise ein vorherbestimmtes Kegelverhältnis ausgebildet, wobei das Kegelverhältnis definiert ist als Quotient aus der Differenz eines größten Durchmessers des Kegels minus dem kleinsten Durchmesser desselben und einem axialen Abstand zwischen der Ebene des größten Durchmessers und der Ebene des kleinsten Durchmessers.As a predetermined conical shape, a predetermined taper ratio is preferably formed, wherein the taper ratio is defined as the quotient of the difference of a largest diameter of the cone minus the smallest diameter thereof and an axial distance between the plane of the largest diameter and the plane of the smallest diameter.

Die vorherbestimmte Kegelform wird durch das Umformwerkzeug definiert. Dieses ist dementsprechend auf die zu erzeugende, vorherbestimmte Kegelform abgestimmt.The predetermined cone shape is defined by the forming tool. This is accordingly matched to the generated, predetermined cone shape.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass ein selbsthemmendes Kegelverhältnis für die Bohrungswandung ausgebildet wird. Wie bereits angedeutet, ist das Verfahren gerade zur Ausbildung eines selbsthemmenden Kegelverhältnisses besonders geeignet, insbesondere aufgrund des in diesem Fall realisierten, sehr kleinen Kegelverhältnisses. Im Rahmen des Verfahrens ist es möglich, mit geringem Aufwand eine kegelige Anlagefläche mit selbsthemmender Wirkung prozesssicher zu erzeugen.It is also preferred an embodiment of the method, which is characterized in that a self-locking cone ratio is formed for the bore wall. As already indicated, the method is especially suitable for the formation of a self-locking cone ratio, in particular because of the very small cone ratio realized in this case. As part of the process, it is possible to produce a conical bearing surface with self-locking effect process reliably with little effort.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass als Umformwerkzeug ein Stift mit zumindest bereichsweise kegelförmiger Mantelfläche in die Bohrung eingetrieben wird. Auf diese Weise ist die vorherbestimmte Kegelform für die Bohrungswandung in besonders einfacher und kostengünstiger Weise unter Erzielung von Taktzeitvorteilen herstellbar. Insbesondere bedarf es lediglich des Stifts, welcher zumindest bereichsweise eine kegelförmige Mantelfläche aufweist, wobei dieser zum Umformen der Bohrungswandung mit seiner kegelförmigen Mantelfläche in die Bohrung eingetrieben wird.It is also an embodiment of the method preferred, which is characterized in that as a forming tool, a pin is driven at least partially conical surface in the bore. In this way, the predetermined conical shape for the bore wall in a particularly simple and cost-effective manner to produce cycle time advantages can be produced. In particular, it requires only the pin, which at least partially has a conical lateral surface, which is driven to deform the bore wall with its conical surface in the bore.

Der Stift ist bevorzugt als Kegelstift ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass der Stift insgesamt kegelförmig ausgebildet ist. Alternativ ist es möglich, dass der Stift einen zylindrischen Schaft sowie einen sich vorzugsweise axial an den zylindrischen Schaft anschließenden Umformbereich aufweist, wobei der Umformbereich kegelig ausgebildet ist und insbesondere die kegelförmige Mantelfläche aufweist. Die kegelförmige Mantelfläche ist vorzugsweise komplementär zu der vorherbestimmten Kegelform für die Bohrungswandung ausgebildet, sodass diese ohne weiteres beim Eintreiben des Stifts in die Bohrung erzeugt werden kann. Es ist möglich, dass die kegelförmige Mantelfläche nicht genau komplementär zu der vorherbestimmten Kegelform ausgebildet ist, sondern hiervon in definierter Weise abweicht. Dadurch können insbesondere Materialeigenschaften des Bauteils und/oder des Stifts berücksichtigt werden, insbesondere ein Rückfedern des Materials der Bohrungswandung nach dem Umformen mittels des Umformwerkzeugs.The pin is preferably designed as a taper pin. It is possible that the pin is cone-shaped as a whole. Alternatively, it is possible for the pin to have a cylindrical shank as well as a forming region which preferably adjoins the cylindrical shank axially, wherein the shaping region is conical and in particular has the conical surface. The conical surface is preferably complementary to the predetermined conical shape for the bore wall, so that it can be readily produced upon driving the pin into the bore. It is possible that the conical surface is not exactly complementary to the predetermined conical shape, but deviates from it in a defined manner. As a result, in particular material properties of the component and / or the pin can be taken into account, in particular a spring back of the material of the bore wall after forming by means of the forming tool.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Umformwerkzeug in die Bohrung eingeschlagen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Umformwerkzeug in die Bohrung eingepresst wird. Auf beide Weisen ist es einfach, kostengünstig und schnell möglich, das Umformwerkzeug in die Bohrung einzutreiben und die Bohrungswandung umzuformen.In a preferred embodiment of the method, the forming tool is hammered into the bore. Alternatively or additionally, it is possible that the forming tool is pressed into the bore. In both ways, it is easy, inexpensive and quick to drive the forming tool into the bore and reshape the bore wall.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Umformwerkzeug nach dem Umformen aus der Bohrung entfernt wird. Die Bohrungswandung wird also durch Eintreiben, insbesondere Einschlagen oder Einpressen des Umformwerkzeugs umgeformt, wodurch die vorherbestimmte Kegelform ausgebildet wird. Anschließend wird vorzugsweise das Umformwerkzeug aus der Bohrung entfernt, sodass diese dann anderweitig, insbesondere zur Bildung einer selbsthemmenden Verbindung mit einem weiteren Teil, genutzt werden kann.It is also preferred an embodiment of the method, which is characterized in that the forming tool is removed after the forming of the bore. The bore wall is thus formed by driving, in particular wrapping or pressing of the forming tool, whereby the predetermined conical shape is formed. Subsequently, the forming tool is preferably removed from the bore, so that it can then otherwise, in particular to form a self-locking connection with another part, can be used.

Alternativ ist es auch möglich, dass das Umformwerkzeug nach dem Umformen in der Bohrung verbleibt. In diesem Fall ist vorzugsweise das durch die Bohrung aufzunehmende beziehungsweise mit dieser zu verbindende Teil selbst als Umformwerkzeug ausgebildet, sodass zugleich die Bohrungswandung umgeformt und die insbesondere selbsthemmende Verbindung mit dem weiteren Teil, welches insoweit als Umformwerkzeug dient, geschaffen wird. Das Verfahren ist in diesem Fall ganz besonders schnell und kostengünstig durchführbar.Alternatively, it is also possible that the forming tool remains in the bore after forming. In this case, the part to be accommodated by the bore or to be connected to it is preferably formed as a forming tool, so that at the same time reshapes the bore wall and the particular self-locking connection with the other part, which thus far serves as a forming tool, created. The method is very particularly fast and inexpensive feasible in this case.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Bemaßung des Umformwerkzeugs auf einen Werkstoff der Bohrungswandung und/oder des Umformwerkzeugs, sowie bevorzugt auf die vorherbestimmte Kegelform abgestimmt wird. Insbesondere wird das Kegelverhältnis des Umformwerkzeugs, insbesondere das Kegelverhältnis der kegelförmigen Mantelfläche desselben, auf wenigstens einen der hier genannten Parameter abgestimmt. Mit dem Werkstoff der Bohrungswandung ist dabei der Werkstoff des Bauteils im Bereich der Bohrung, insbesondere im Bereich der Bohrungswandung, angesprochen. Insbesondere wird eine Bemaßung des Kegelstifts bevorzugt in Abhängigkeit von dem Werkstoff der Bohrungswandung und dem zu erzielenden Kegelverhältnis berechnet. Auf diese Weise ist es möglich, Materialeigenschaften und insbesondere ein Verhalten des Werkstoffs beim Umformen und/oder ein Zurückfedern desselben nach dem Umformen und insbesondere nach dem Entfernen des Umformwerkzeugs aus der Bohrung in die Gestaltung des Umformwerkzeugs zur Erzielung einer möglichst passgenauen und toleranzarmen kegeligen Anlagefläche einzubeziehen. Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt auch der Werkstoff des Kegelstifts berücksichtigt, der bei den beim Umformen wirkenden Kräften typischerweise ebenfalls eine zumindest geringfügige Verformung erfährt, sodass es sinnvoll ist, zur Erzielung möglichst geringer Toleranzen den Werkstoff des Kegelstifts in die Betrachtung mit einzustellen.It is also preferred an embodiment of the method, which is characterized in that a dimensioning of the forming tool is matched to a material of the bore wall and / or the forming tool, and preferably to the predetermined cone shape. In particular, the cone ratio of the forming tool, in particular the cone ratio of the conical surface of the same, is matched to at least one of the parameters mentioned here. With the The material of the bore wall is the material of the component in the region of the bore, in particular in the region of the bore wall, addressed. In particular, a dimension of the taper pin is preferably calculated as a function of the material of the bore wall and the taper ratio to be achieved. In this way, it is possible to incorporate material properties and in particular a behavior of the material during forming and / or springback of the same after forming and in particular after removal of the forming tool from the bore in the design of the forming tool to achieve a congruent contact surface as accurate as possible and tolerances , Alternatively or additionally, the material of the conical pin is preferably taken into account, which also typically undergoes an at least slight deformation in the forces acting during forming, so that it makes sense to adjust the material of the conical pin in the consideration to achieve the lowest possible tolerances.

Auch die vorherbestimmte Kegelform wird bevorzugt auf den Werkstoff der Bohrungswandung abgestimmt, wobei sich insbesondere zeigt, dass der Kegelwinkel oder das Kegelverhältnis, ab welchem Selbsthemmung auftritt, werkstoffabhängig ist. Besonders bevorzugt wird die vorherbestimmte Kegelform auf eine Werkstoffpaarung zwischen dem Bauteil und dem mit diesem selbsthemmend zu verbindenden, weiteren Teil abgestimmt.The predetermined conical shape is preferably matched to the material of the bore wall, which in particular shows that the cone angle or the cone ratio, from which self-locking occurs, is material-dependent. Particularly preferably, the predetermined conical shape is matched to a material combination between the component and the self-locking to be connected to this, another part.

Wie bereits angedeutet ist es möglich, dass das vorherbestimmte Kegelverhältnis und das Kegelverhältnis des Umformwerkzeugs gleich gewählt werden. Ebenso ist deutlich geworden, dass es auch möglich ist, diese beiden Kegelverhältnisse leicht verschieden zu wählen, insbesondere unter Berücksichtigung der Werkstoffeigenschaften des Umformwerkzeugs und/oder des Bauteils im Bereich der Bohrungswandung.As already indicated, it is possible that the predetermined cone ratio and the cone ratio of the forming tool are chosen equal. It has also become clear that it is also possible to choose these two conical conditions slightly differently, in particular taking into account the material properties of the forming tool and / or of the component in the region of the bore wall.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Bohrung an dem Bauteil durch Urformen, vorzugsweise durch Gießen, durch Umformen, vorzugsweise durch Schmieden, oder durch Trennen, vorzugsweise durch spanende Bearbeitung insbesondere eines bohrungslosen Bauteils, erzeugt wird. Alle diese Vorgehensweisen ermöglichen eine schnelle, kostengünstige und hinreichend präzise Bereitstellung der Bohrung, deren Bohrungswandung dann im Rahmen des Verfahrens durch Umformen mit dem Umformwerkzeug auf Endmaß gebracht wird. Insbesondere wenn eine spanende Erzeugung der Bohrung erfolgt, genügt hier eine eher grobe spanende Bearbeitung, wobei es insbesondere nicht nötig ist, eine besonders glatte Oberfläche der Bohrungswandung zu erzeugen. Diese wird vielmehr beim Umformen durch das Umformwerkzeug geglättet. Daher kann die Bohrung auch bei spanender Bearbeitung sehr einfach und schnell, beispielsweise durch Bohren, erzeugt werden, wobei insbesondere keine Nachfolgeprozesse wie beispielsweise Reiben erforderlich sind.An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the bore is produced on the component by primary shaping, preferably by casting, by forming, preferably by forging, or by cutting, preferably by machining, in particular, a boreless component. All of these procedures allow a fast, inexpensive and sufficiently accurate provision of the bore, the bore wall is then brought to final dimensions in the process by forming with the forming tool. In particular, when a cutting production of the bore takes place here rather rough machining, and in particular it is not necessary to produce a particularly smooth surface of the bore wall. This is rather smoothed during forming by the forming tool. Therefore, the hole can be produced very easily and quickly, for example by drilling, even when machining, in particular, no subsequent processes such as rubbing are required.

Schließlich wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass eine axiale Aufnahmebohrung für eine Drosselblende an einer Getriebe-Abtriebswelle hergestellt wird. Insbesondere wird bevorzugt eine axiale Aufnahmebohrung für eine Drosselblende an einer Getriebe-Abtriebswelle für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen, oder für ein Nutzfahrzeug hergestellt. Die axiale Aufnahmebohrung weist eine kegelige Anlagefläche auf, in welche die Drosselblende selbsthemmend eingepresst wird. Mithilfe des Verfahrens ist die axiale Aufnahmebohrung mit der vorherbestimmten Kegelform der Bohrungswandung sehr einfach und kostengünstig herstellbar.Finally, an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that an axial receiving bore for an orifice is made on a transmission output shaft. In particular, an axial receiving bore for an orifice plate is preferably produced on a transmission output shaft for a motor vehicle, preferably a passenger car or a truck, or for a commercial vehicle. The axial receiving bore has a conical bearing surface, in which the orifice is self-locking pressed. By means of the method, the axial receiving bore with the predetermined conical shape of the bore wall is very simple and inexpensive to produce.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Folgeschritt die Drosselblende in die axiale Aufnahmebohrung eingepresst.In a preferred embodiment of the method, the orifice plate is pressed into the axial receiving bore in a subsequent step.

Insofern ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Getriebe-Abtriebswelle mit einer Drosselblende, wobei an der Getriebe-Abtriebswelle mithilfe einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens eine axiale Aufnahmebohrung für die Drosselblende ausgebildet wird, wobei anschließend die Drosselblende in die axiale Aufnahmebohrung eingepresst wird. Das Verfahren ist hierfür in besonderer Weise geeignet, wobei sich insbesondere die bereits vorgenannten Vorteile ergeben.In this respect, the invention also relates to a method for producing a transmission output shaft with an orifice, wherein on the transmission output shaft using one of the previously described embodiments of the method, an axial receiving bore for the orifice is formed, wherein then pressed the orifice in the axial receiving bore becomes. The method is suitable for this purpose in a special way, resulting in particular the aforementioned advantages.

Im Rahmen des Verfahrens erfolgt vorzugsweise zunächst eine rechnerische Ermittlung einer geometrischen Ausgestaltung des Umformwerkzeugs, insbesondere des Kegelstifts, wobei dessen Werkstoffeigenschaften und das zu erzielende Kegelverhältnis in Betracht gezogen werden. Es werden dann vorzugsweise eine Mehrzahl von Kegelstiften mit verschiedenen Kegelverhältnissen, insbesondere vier Kegelstifte mit verschiedenen Kegelverhältnissen, hergestellt. Es folgen Versuche zur Ermittlung eines geeigneten Kegelverhältnisses. Schließlich wird eine Mehrzahl von Abtriebswellen für Versuche vermessen, insbesondere ist es möglich, dass 20 Abtriebswellen für Versuche vermessen werden. Die Abtriebswellen werden mit Aufnahmebohrungen bereitgestellt, wobei die Aufnahmebohrungen unter Erfassung der wirkenden Kräfte mit den Umformwerkzeugen, insbesondere den Kegelstiften, umgeformt werden. Anschließend werden die umgeformten Abtriebswellen vermessen. In die umgeformten Abtriebswellen werden Drosselblenden eingepresst, wobei eine Kraft-/Wegaufzeichnung erfolgt. Schließlich werden für die eingepressten Drosselblenden Auspresskräfte bei Raumtemperatur und bevorzugt bei 130°C ermittelt. Auf diese Weise ist es möglich, das Verfahren zu optimieren und hochgenau geeignete Getriebe-Abtriebswellen mit eingepressten Drosselblenden einfach, kostengünstig, prozesssicher, mit niedrigen Taktzeiten und reproduzierbar herzustellen.Within the scope of the method, a mathematical determination of a geometric configuration of the forming tool, in particular of the conical pin, is preferably carried out, taking into consideration its material properties and the taper ratio to be achieved. It is then preferably a plurality of taper pins with different conical ratios, in particular four conical pins with different cones, made. There follow experiments to determine a suitable cone ratio. Finally, a plurality of output shafts for experiments is measured, in particular it is possible that 20 output shafts are measured for experiments. The output shafts are provided with receiving bores, wherein the receiving bores with the detection of the forces acting with the forming tools, in particular the taper pins are transformed. Subsequently, the formed output shafts are measured. In the formed output shafts orifices are pressed, wherein a force / Wegaufzeichnung takes place. Finally, for the pressed orifices Auspresskräfte at room temperature and preferably determined at 130 ° C. In this way, it is possible to optimize the process and produce highly accurate suitable transmission output shafts with pressed orifice plates simple, inexpensive, reliable, with low cycle times and reproducible.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Bauteil mit einer kegeligen Anlagefläche geschaffen wird, das hergestellt ist durch ein Verfahren nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Dabei ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.The object is also achieved by providing a component with a conical contact surface, which is produced by a method according to one of the previously described embodiments. This results in the advantages that have already been explained in connection with the method.

Das Bauteil ist bevorzugt ausgebildet als Getriebe-Abtriebswelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bevorzugt für einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug, wobei die Getriebe-Abtriebswelle eine axiale Aufnahmebohrung mit einer kegeligen Anlagefläche aufweist, die im Rahmen des Verfahrens hergestellt ist, wobei in die axiale Aufnahmebohrung eine Drosselblende eingepresst ist. Dabei verwirklichen sich die bereits zuvor erwähnten Vorteile.The component is preferably designed as a transmission output shaft, in particular for a motor vehicle, preferably for a passenger car, a truck or a commercial vehicle, wherein the transmission output shaft has an axial receiving bore with a conical contact surface, which is produced in the context of the method, wherein the axial receiving bore an orifice is pressed. In this case, the advantages mentioned above are realized.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Bauteils sowie einer Ausführungsform des Verfahrens.The invention will be described in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of a component and an embodiment of the method.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Bauteils 1, welches eine Bohrung 3 aufweist, deren Bohrungswandung 5 zu einer kegeligen Anlagefläche insbesondere zur Ausbildung einer selbsthemmenden Verbindung mit einem weiteren, nicht dargestellten Teil, ausgebildet werden soll.The single figure shows a schematic representation of a component 1 which is a bore 3 has, the Bohrungswandung 5 to a conical contact surface, in particular for the formation of a self-locking connection with another part, not shown, to be formed.

Das Bauteil 1 ist vorzugsweise als Getriebe-Abtriebswelle, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bevorzugt für einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug, ausgebildet, wobei die Bohrung 3 als axiale Aufnahmebohrung ausgebildet ist, in welche nach Ausbilden einer vorherbestimmten Kegelform an der Bohrungswandung 5 und damit Bilden einer kegeligen Anlagefläche in der Bohrung 3 eine Drosselblende selbsthemmend befestigt, insbesondere in diese eingepresst werden soll.The component 1 is preferably designed as a transmission output shaft, in particular for a motor vehicle, preferably for a passenger car, a truck or a commercial vehicle, wherein the bore 3 is formed as an axial receiving bore, in which after forming a predetermined conical shape on the bore wall 5 and thus forming a tapered abutment surface in the bore 3 an orifice self-locking attached, in particular to be pressed into this.

Das Bauteil 1 wird vorzugsweise bereitgestellt durch Urformen, insbesondere Gießen, oder durch Umformen, insbesondere Schmieden. Dabei wird die Bohrung 3 bevorzugt ebenfalls beim Urformen, insbesondere Gießen, oder beim Umformen, insbesondere Schmieden, hergestellt. Alternativ ist es möglich, dass zunächst das Bauteil 1 bereitgestellt wird, wobei dann die Bohrung 3 durch Trennen, insbesondere durch spanende Bearbeitung, vorzugsweise durch Bohren, in das bevorzugt noch bohrungslose Bauteil 1 eingebracht wird.The component 1 is preferably provided by primary molding, in particular casting, or by forming, in particular forging. This is the hole 3 preferably also in primary molding, in particular casting, or during forming, in particular forging produced. Alternatively, it is possible that first the component 1 is provided, in which case the bore 3 by cutting, in particular by machining, preferably by drilling, in the preferably still boreless component 1 is introduced.

Die Bohrung 3 wird bevorzugt als im Wesentlichen zylindrische oder zylindrische Bohrung bereitgestellt, wobei alternativ auch eine bereits kegelige Form vorgesehen sein kann.The hole 3 is preferably provided as a substantially cylindrical or cylindrical bore, wherein alternatively, an already conical shape may be provided.

Um die kegelige Anlagefläche und damit die vorherbestimmte Kegelform an der Bohrungswandung 5 auszubilden, wird in die Bohrung 3 ein Umformwerkzeug 7 eingeschlagen oder eingepresst. Dabei ist das Umformwerkzeug hier als Kegelstift ausgebildet, der einen im Wesentlichen zylindrischen oder zylindrischen Schaft 9 sowie einen Umformbereich 11 aufweist, wobei in dem Umformbereich 11 eine kegelförmige Mantelfläche 13 angeordnet ist. Ein Kegelverhältnis der Mantelfläche 13 ist in der Figur – insbesondere bei Zugrundelegen einer selbsthemmenden Kegelverbindung – rein schematisch und übertrieben groß dargestellt, um eine deutlichere Darstellung zu erhalten.Around the conical bearing surface and thus the predetermined conical shape on the bore wall 5 Trainees will get into the hole 3 a forming tool 7 hammered or pressed in. Here, the forming tool is designed here as a taper pin, which is a substantially cylindrical or cylindrical shaft 9 as well as a forming area 11 wherein, in the forming area 11 a conical surface 13 is arranged. A taper ratio of the lateral surface 13 is shown in the figure - especially at the bottom of a self-locking cone connection - purely schematically and exaggeratedly large in order to obtain a clearer representation.

Um die vorherbestimmte Kegelform an der Bohrungswandung 5 auszubilden, wird das Umformwerkzeug 11 in die Bohrung eingepresst oder eingeschlagen. Vorzugsweise wird es nach dem Umformen wieder aus der Bohrung 3 entfernt. Es ist dann insbesondere möglich, das Bauteil 1 mit einem weiteren Teil selbsthemmend zu verbinden, indem dieses vorzugsweise in die Bohrung 3 eingepresst wird.To the predetermined conical shape on the bore wall 5 form, is the forming tool 11 pressed or hammered into the hole. Preferably, it is after the forming back out of the hole 3 away. It is then possible in particular, the component 1 to connect with another part self-locking by this preferably in the bore 3 is pressed.

Es zeigt sich, dass durch das Einschlagen oder Einpressen des Umformwerkzeugs 7 in die Bohrung 3 eine sehr genau tolerierte Anlagefläche an der Bohrungswandung 5 erzeugt werden kann, wobei diese dabei zugleich geglättet wird. Dabei entsteht keinerlei Schmutz. Insbesondere fallen keine Späne und Schmiermittelreste an.It turns out that by the breaking or pressing of the forming tool 7 into the hole 3 a very precisely tolerated contact surface on the bore wall 5 can be generated, this being at the same time smoothed. There is no dirt. In particular, no chips and lubricant residue accumulate.

Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe des Verfahrens und des Bauteils 1 eine einfache, kostengünstige und äußerst prozesssichere Herstellung von kegeligen Anlageflächen möglich ist, wobei sich insbesondere Toleranzerweiterungen und Taktzeitvorteile ergeben.Overall, it turns out that by using the method and the component 1 a simple, cost-effective and highly process-reliable production of tapered contact surfaces is possible, resulting in particular tolerance enhancements and cycle time advantages.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19900948 A1 [0002]
DE 1830259 U [0002]

Claims

Method for producing a conical contact surface, comprising the following steps: providing a component ( 1 ) with a bore ( 3 ), and reshaping a bore wall ( 5 ) of the bore ( 3 ) with a forming tool ( 7 ), wherein a predetermined conical shape for the bore wall ( 5 ) is formed.

A method according to claim 1, characterized in that a self-locking cone ratio for the bore wall ( 5 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that as forming tool ( 7 ) a pin with at least partially conical lateral surface ( 13 ) into the hole ( 3 ) is driven.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the forming tool ( 7 ) into the hole ( 3 ) is hammered or pressed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the forming tool ( 7 ) after forming from the bore ( 3 ) Will get removed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a dimensioning of the forming tool ( 7 ) on a material of the bore wall ( 5 ) and / or the forming tool ( 7 ), and is tuned to the predetermined cone shape.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the bore ( 3 ) on the component ( 1 ) is produced by prototyping, by forming, or by separation.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an axial receiving bore for an orifice is made on a transmission output shaft.

Component ( 1 ) produced by a method according to any one of claims 1 to 8.

Component ( 1 ) according to claim 9, characterized in that the component ( 1 ) is designed as a transmission output shaft with an axial receiving bore, in which an orifice is arranged.