DE102017119290A1 - Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen - Google Patents

Abstract

Das Einformen von Längsverzahnungen in die Wände von auf Aufnahmebolzen und Formstempel aufgesteckten topfförmigen sowie hohlzylindrischen Metallteilen erfordert wiederholgenau eingestellte und justierte radiale Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen (10) in ihren unterschiedlichen radialen Arbeitsstellungen. Die beidseitigen Lagerzapfen (14) der Achsbolzen (12) haben eine mehreckige Querschnittsform mit planen Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen (17) mit denen sie, in einer Lagerposition zwischen einem Auflagering (24), einem Abstütz- und Justierring (20) und einem Abdeckring (25) gehalten, radialgerichtet gestuft einstellbare Stützlager bilden. Für das Einstellen und Positionieren in anderen Arbeitsstellungen der Zahnprofil-Drückrollen (10) sind die Lagerzapfen (14) lediglich in eine benachbarte radialgerichtete Lagerposition (15) umzulegen oder umzustecken, ohne dass ein Sortiment an Austausch-Einstellelementen benötigt wird. Die Anwendung erfolgt insbesondere bei der Zahnprofil-Einformung in Lamellenträger.

Description

• Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen aus, mit dem Längsverzahnungen in die Wände von auf Aufnahmebolzen und Formstempel aufgesteckten topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteilen herstellbar sind.
• Der Stand der Technik umfasst eine Reihe von Werkzeugausbildungen, bei denen die Erreichung und Einstellung unterschiedlicher radialer Arbeitsstellungen der im Werkzeug gehaltenen, zentrisch oder sternförmig nach innen oder nach außen gerichtet angeordnet in justierbaren Sollmaßen, formenden profilierten Drückrollen lösungsintegriert sind.
• In mehreren Erfindungsbeschreibungen, so in
• • DE 2829 041 A1
ist beispielhaft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines innen- und außenverzahnten topfförmigen Bauteiles beschrieben, wobei die Vorformung des Fußkreises, die Vorformung des Kopfkreises und mindestens zwei Fertigformungen des Profils der Verzahnung mit mehreren, in einem Formungswerkzeug integrierte, übereinander angeordneten Drückrollensätze ohne Ein- und Nachstell-Komponenten erfolgt. Die radiale Sollmaß-Justierung der Drückrollen in diesen drei Drückrollenanordnungen erfolgt, gleichbleibend für jede der benannten Fertigungsschritte durch deren Lagerkassetten, in denen die Drückrollen in einem unterschiedlichen radialen gestuften Abstand von der Bauteilmitte drehbeweglich gelagert sind.
• Eine gestufte Ein- und Nachstellbarkeit der Profildrückrollen zur Herstellung von Längsverzahnungen als Innen- und Außenverzahnungen in zylindrischen Werkstücken ist Gegenstand in
• • DE 10 2009 044 544 B4 und in
• • DE 10 2013 221 329 A1 ,
wobei die Sollmaß-Justierungen mittels eines Sortimentes an ergänzenden Austausch-Einstellelementen, bezogen auf jede beabsichtigte Sollmaß-, Einstell- oder Nachstellposition der Zahnprofil-Drückrollen im Formwerkzeug realisierbar sind. Diese Austausch-Einstellelemente sind als verstellexzentrisch axial und nach außen gerichtet verstellende Extenderbuchsen sowie als Positionierringe, deren Stellmaß-Dickenunterschiede über einen Keilring in eine radiale Richtung gelenkt, gestufte Einstell- und Arbeitspositionen der Zahnprofil-Drückrollen an den Werkstücken ermöglichen.
• Weiterhin sind auch Komponenten für eine stufenlose Ein- und Nachstellung der Zahnprofil-Drückrollen auf ein Sollmaß beispielhaft in
• • DE-OS 2017 709 und in
• • DE 195 31 907 A1
beschrieben.
• Über Verstellkeile sind die Aufnahmekörper, in denen die Zahnprofil-Drückrollen gelagert sind, radial gerichtet mittels Stellschrauben justierbar.
• Die Nachteile dieser beispielhaft für weitere Ausbildungen des Standes der Technik beschriebenen Ausbildungen bestehen in
• • der investiven Aufwendigkeit bei Formwerkzeugen, die mit mehreren übereinander oder nacheinander angeordneten Zahnprofil-Drückrollensätzen ausgestattet sind,
• • der Anschaffung, Bestandshaltung und Wartung der Formwerkzeuge, die ein Sortiment an Austausch-Einstellelementen benötigen und in
• • der fehlenden Wiederholgenauigkeit manueller und hydraulisch betätigter Drückrollen-Ein- und Verstellungen, welches in der Regel mittels Zugkeilen erfolgt.
• Die Problemstellung ist, eine Ausbildung von geeigneten Einstellelementen zu finden, mit denen sowohl eine unaufwendige wie auch eine wiederholgenaue Einstellung und Positionierung der Zahnprofil-Drückrollen in den Sollmaß-Stellungen von entsprechend justierten radialen Einstellpositionen gewährleistet ist.
• Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Jede der scheibenförmig ausgebildeten Zahnprofil-Drückrollen des Formwerkzeuges für das Einformen von Längsverzahnungen in die Wände von topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteilen ist um einen zylindrischen Achsbolzen drehbeweglich angeordnet und gelagert. Beidseitig sind an jedem Achsbolzen Lagerzapfen angeordnet, die mit ihren planen und parallelen Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen, zwischen einem unteren Auflagering und einem oberen Abdeckring axialgerichtet sowie an einem Abstütz- und Justierring radialgerichtet anliegend, gehalten sind. Die Zahnprofil-Drückrollen-Anordnung auf einem Achsbolzen und die Lagerzapfen-Ausbildung am Achsbolzen bilden eine funktionelle Kombination je eines Rollen-Gleitlagers mit zwei radialgerichtet gestuft einstellbaren Stützlagern aus. Die beiden Lagerzapfen des Achsbolzens haben spiegelbildlich eine gleiche mehreckige Querschnittsform. Diese ist wahlweise als rechtwinkliges Trapez, als Parallelogramm, als Rechteck, als Quadrat oder als Achteck ausgebildet. Die Lagerzapfen sind mit ihren Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen in einem Einstellbereich, der sich zwischen einem inneren Begrenzungsrand am Auflagering und einer senkrechten Abstützfläche oder einer Abstützschräge eines Abstütz- und Justierringes befindet, angeordnet. In diesem Einstellbereich sind die Lagerzapfen des Achsbolzens in mehrere Lagerpositionen umgelegt und umgesteckt anordenbar. Über ihre Achsbolzen sind entsprechend auch die Zahnprofil-Drückrollen in den jeweiligen radialen Einstellpositionen an dem Metallteil, in dessen Wand Zahnprofile einzuformen sind, justiert.
• Ergänzende Merkmale der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 benannt. Sie betreffen
• • die Ausbildung verschiedener Querschnittsformen von Lagerzapfen entsprechend der Anzahl radialer Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen,
• • die Dimensionierung der radialen Einstellpositionen und
• • die Kennzeichnung der jeweils fertigungswirksamen Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen an Metallteilen, die beispielsweise Lamellenträger sind.
• Die Erfindung ist in den Figuren vereinfacht und als ein Ausführungsbeispiel mit Teilansichten von mehreren Lagerzapfen-Ausbildungen im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert.
• Gezeigt wird in
• 1: eine Zahnprofil-Drückrollen-Lagerung des Formwerkzeuges im Schnitt,
• 2: eine Draufsicht nach 1 im Schnitt,
• 3 bis 6: Teilansichten der Lagerzapfen-Ausbildungen in Richtung der Achsbolzen-Mittenachse dargestellt,
• 7: eine 3D-Teilansicht der Aufnahmeringe für die Zahnprofil-Drückrollen,
• 8: eine 3D-Ansicht der Aufnahme- und Positionierringe des Formwerkzeuges für die Zahnprofil-Drückrollen.
• In den Figuren sind alle funktionellen Ausbildungsmerkmale des Formwerkzeuges mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen 10 zeichnerisch dargestellt, mit denen es gelingt, durch Umlegen und Umstecken der Achsbolzen 12 über ihre beiden Lagerzapfen 14 ohne ein notwendiges Sortiment an ergänzenden Austausch-Einstellelementen das wiederholgenaue Einstellen und Positionieren der Zahnprofil-Drückrollen 10 in ihren unterschiedlichen radialen Arbeitsstellungen entsprechend den Sollmaß-Vorgaben für Zwischen- und Endarbeitsstellungen oder bei sich verändernden Werkstoff-Formungsverhalten der topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteile zu realisieren.
• In 1 bis 6 ist dargestellt, dass die Einstellelemente für das Erreichen der radialen Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen 10, die auf je einem Achsbolzen 12 drehbeweglich gelagert sind,
• - in 1 und 3 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als rechtwinkliges Trapez, in bis zu drei Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1, 2, 3,
• - in 4 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als Parallelogramm, in zwei Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1 und 2,
• - in 5 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als Quadrat, in bis zu vier Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1, 2, 3 und 4 sowie
• - in 6 Lagerzapfen 14, in der Querschnittsform als Achteck in bis zu acht Lagerpositionen 15 und radialen Einstellpositionen 1 bis 8
lediglich durch Umlegen und Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel 18, um beispielsweise 180°, 90° oder 45°, die benachbarten Einstellpositionen der Zahnprofil-Drückrollen 10 radialgerichtet versetzt, erreich-, einstell- und justierbar sind.
• Wie in 2 dargestellt, ist der radiale Einstellbereich 11 der Zahnprofil-Drückrollen 10 über den Bereich der Lagerpositionen 15, den die beidseitigen Lagerzapfen 14 einnehmen können, bestimmt. Die Lagerzapfen 14 sind mit ihren planen und parallelen Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen 17 und einer Einstellschräge 16, zwischen einem unteren Auflagering 24 und einem oberen Abdeckring 25 axialgerichtet sowie an dem Abstütz- und Justierring 20 mit der Abstützschräge 22 oder der Abstützfläche 21 radialgerichtet anliegend, gehalten. Der radiale Einstellbereich der Lagerzapfen ist, nach innen gerichtet, durch einen inneren Begrenzungsrand 27 am Auflagering 24 begrenzt.
• In 3 bis 6 sind beispielhafte Anordnungen der Einstellpositions-Anzeigen 9 an den Stirnseiten der Lagerzapfen 14 dargestellt, mit denen sowohl über die auszuwählende Lagerposition 15, bezogen auf die Achsbolzen-Mittenachse 13, wie auch über die zutreffende der radialen Einstellpositionen 1 bis 8 der Zahnprofil-Drückrollen 10 informiert wird.
• Von dem in 8 dargestellten, aus einem unteren Auflagering 24, einem Abstütz- und Justierring 20 und aus einem oberen Abdeckring 24, mit wahlweise dazwischen einordenbaren Einstell-Zwischenringen 23, bestehenden Ringpaket ist, während des Umlegens und Umsteckens der Lagerzapfen 14 der obere Abdeckring 24, wie in 7 dargestellt, aus dem zwischenzeitlich geöffneten Ringe-Aufnahmekörper 26 herausgehoben. Die Lagerzapfen realisieren nach Einstellung in jeder anderen Lagerpositionen 15 auch wiederholgenaue Achsbolzen-Lagerungen der Zahnprofil-Drückrollen 10.
• Bezugszeichenliste

• 9	Einstellpositions-Anzeige(n)	von 10
  10	(scheibenförmige) Zahnprofil-Drückrollen
  11	Einstellbereich	von 10
  12	Achsbolzen	für 10
  13	Achsbolzen-Mittenachse
  14	Lagerzapfen	an 12
  15	Lagerposition(en)	von 14
  16	Einstellschräge	an 14
  17	(parallele und plane) Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen
  18	Kipp- und Umsteckwinkel
  19	(senkrechte) Einstellflächen	an 14
  20	Abstütz- und Justierring	für 14
  21	Abstützfläche	in 20
  22	Abstützschräge	in 20
  23	Einstell-Zwischenringe
  24	Auflagering
  25	Abdeckring
  26	Ringe-Aufnahmekörper	für 20 und 23 bis 25
  27	(innerer) Begrenzungsrand	von 11, an 24

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• DE 2829041 A1 [0003]
• DE 102009044544 B4 [0004]
• DE 102013221329 A1 [0004]
• DE 2017709 [0005]
• DE 19531907 A1 [0005]

Claims (5)

1. Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) für das Einformen von Längsverzahnungen in die Wände von auf Aufnahmebolzen und Formstempel aufgesteckten topfförmigen und hohlzylindrischen Metallteilen in unterschiedlichen radialen Arbeitsstellungen, die wiederholgenau justierte radiale Einstellpositionen (1 bis 8) der Zahnprofil-Drückrollen (10) erfordern, dadurch gekennzeichnet, dass jede der scheibenförmig ausgebildeten um einen zylindrischen Achsbolzen (12) drehbeweglichen Zahnprofil-Drückrollen (10) und die beidseitig an jedem Achsbolzen (12) angeordneten Lagerzapfen (14) mit ihren planen und parallelen Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen (17), zwischen einem unteren Auflagering (24) und einem oberen Abdeckring (25) axialgerichtet sowie an einem Abstütz- und Justierring (20) radialgerichtet anliegend, gehalten, eine funktionelle Kombination je eines Rollen-Gleitlagers mit zwei radialgerichtet gestuft einstellbaren Stützlagern ausbilden und dass die beiden Lagerzapfen (14) spiegelbildlich eine gleiche mehreckige Querschnittsform haben, die wahlweise als • rechtwinkliges Trapez, • Parallelogramm, • Rechteck, • Quadrat oder als • Achteck ausgebildet ist und mit ihren Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen (17) in einem Einstellbereich (11), der zwischen einem inneren Begrenzungsrand (27) am Auflagering (24) und einer senkrechten Abstützfläche (21) oder einer Abstützschräge (22) eines Abstütz- und Justierringes (20) angeordnet und in mehrere Lagerpositionen (15) der Lagerzapfen (14) umgelegt und umgesteckt, die Zahnprofil-Drückrollen (10) in den radialen Einstellpositionen (1 bis 8) am Metallteil justiert sind.
2. Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zahnprofil-Drückrolle (10) über ihren Achsbolzen (12) und über die Lagerzapfen (14) am Achsbolzen (12) gegenüber einem Abstütz- und Justierring (20) abgestützt und in einem abgedeckten Ringe-Aufnahme-Körper (26) aufgenommen ist und mit Lagerzapfen (14) in der Querschnittsform • rechtwinkliges Trapez mit einer Einstellschräge (16) wahlweise ohne einen, mit einem oder mit zwei gemeinsam über oder unter dem Abstütz- und Justierring (20) umgesteckt, angeordneten Einstell-Zwischenringen (23) eine, zwei oder drei radiale Einstellpositionen (1, 2, 3) • Parallelogramm mit zwei Einstellschrägen (16), deren Abstandsmaße zur Achsbolzen-Mittenachse (13) ungleich sind, nach einem Umlegen oder Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel (18) versetzt, zwei radiale Einstellpositionen (1 und 2) • Rechteck und Quadrat mit vier senkrechten Einstellflächen (19), deren Abstandsmaße zur Achsbolzen-Mittenachse (13) ungleich sind nach viermaligem Umlegen oder Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel (18) versetzt, vier radiale Einstellpositionen (1, 2, 3 und 4) • Achteck mit acht senkrechten Einstellflächen (19), deren Abstandsmaße zur Achsbolzen-Mittenachse (13) ungleich sind, nach achtmaligem Umlegen oder Umstecken um einen Kipp- und Umsteckwinkel (18) versetzt, acht radiale Einstellpositionen (1 bis 8) der Zahnprofil-Drückrollen (10) über deren Achsbolzen-Mittenachsen (13) während eines zwischenzeitlichen An- und Aushebens des Abdeckringes (25) von den Lagerzapfen (14) der Achsbolzen (12) aus dem Ringe-Aufnahmekörper (26) realisierbar sind.
3. Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass • die Anzahl und • die Abstände der radialen Einstellpositionen (1 bis 8) sowie • die Größe des gesamten Einstellbereiches (11) der Zahnprofil-Drückrollen (10) über • die Winkelstellung der Einstellschrägen (16) an den Lagerzapfen (14) und • die unterschiedlichen Abstände der senkrechten Einstellflächen (19) an den Lagerzapfen (14) von den Achsbolzen-Mittenachsen (13) durch Sollmaß-Vorgaben für die radialen Zwischen- und Endarbeitsstellungen der Zahnprofil-Drückrollen (10) und das Werkstoff-Formungsverhalten bestimmt sind.
4. Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) nach Patentanspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnseiten der Lagerzapfen (14) oder auf den Lagerzapfen-Stell-und-Führungsflächen (17) der Lagerzapfen (14) Einstellpositions-Anzeigen (9) für eine Kennzeichnung der jeweils zutreffenden radialen Einstellpositionen (1 bis 8) der Zahnprofil-Drückrollen (10) angebracht sind.
5. Formwerkzeug mit positionierten Zahnprofil-Drückrollen (10) nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallteile, in die mit Zahnprofil-Drückrollen (10) in wiederholgenau justierten radialen Einstellpositionen (1 bis 8) Längsverzahnungen eingeformt sind, Lamellenträger sind.

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