DE10211135B4

DE10211135B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers

Info

Publication number: DE10211135B4
Application number: DE2002111135
Authority: DE
Inventors: Udo Friese
Original assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Current assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2002-03-14
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: DE10211135A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines mit einer Randverdickung (9) versehenen, aus einer Ronde (1) gebildeten Formkörpers (8) durch Kaltverformung, wobei an die Außenkante der rotierenden Ronde (1) eine Formrolle (5) radial angedrückt und der Randbereich dadurch gestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Seite der Ronde (1) eine Stützrolle (7) parallel zur Rondenmittelachse gegen den zu stauchenden oder gestauchten Bereich gedrückt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrfft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
Derartige Formkörper sind Ausgangsprodukte für vielerlei Funktionsteile.
So werden aus solchen Formkörpern beispielsweise durch eine nachfolgende weitere Bearbeitung Zahnräder oder ähnliche Getriebeteile hergestellt, die allesamt eine entsprechend breite Umfangskante, also eine Randverdickung aufweisen müssen.
Als Ausgangsmaterial kommen Ronden mit einer im Verhältnis zu ihrem Durchmesser geringen Materialdicke zum Einsatz, die insbesondere aufgrund ihres geringen Gewichtes erhebliche Vorteile gegenüber gegossenen, geschmiedeten oder in spanabhebender Bearbeitung hergestellten Formkörpern besitzen.
Hinzu kommt die rationelle Fertigungsmöglichkeit, mit der diese Formkörper herstellbar sind, die gegenüber andersartig hergestellten erhebliche Kostenvorteile mit sich bringt. Dies ist vor allem deshalb von Bedeutung, weil viele der genannten Funktionsteile als Serienartikel, beispielsweise im Automobilbau, in großer Stückzahl Verwendung finden.
Zur Herstellung der Randverdickung ist es bekannt, eine mit einer umlaufenden Nut versehene Formrolle einzusetzen, die gegen die Außenkante der in ein Werkzeug eingespannten, rotierenden und bis dahin planebenen Ronde gedrückt wird. Dabei wird der äußere Randbereich der Ronde gestaucht und entsprechend der Querschnittsform der Nut der Formrolle so verformt, daß eine zur nachfolgenden Bearbeitung geeignete Randverdickung entsteht.
Bei dem bekannten Verfahren wird die Randverdickung ausschließlich durch die Nut der Formrolle hergestellt, wozu diese Nut entsprechend dimensioniert sein muß, d. h., sie entspricht im wesentlichen dem Querschnitt der Randverdickung.
Hierzu zählt insbesondere ein recht tiefer Einstich in die Umfangsfläche der Formrolle, aber auch eine entsprechende Breite der Nut.
Bei der Kaltverformung des Rondenmaterials, üblicherweise Stahl, treten allerdings so hohe Verformungskräfte auf, daß die Formrolle zerstört wird. Insbesondere führen diese Verformungskräfte zu einem Abreißen der die Nut begrenzenden Flanken oder einem Aufspalten der Formrolle in radialer Richtung, sozusagen einem Sprengen.
Die Standzeit der bisher verwendeten Formrollen ist deshalb relativ gering, so daß das bekannte Herstellungsverfahren nicht geeignet ist, eine optimale Fertigung zu gewährleisten.
Aus der DE 196 02 298 C2 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei dem Stützrollen als sozusagen passive Bauteile vorgesehen sind, die parallel zur Mittelachse der Ronde starr stehen. Die Stützrollen bilden praktisch ein seitliches Widerlager, das zur radialen Ausformung des umfänglichen Wulstes der Ronde beiträgt.
In der ebenfalls gattungsbildenden DE 196 35 152 A1 sind gleichgerichtet verfahrbare Druckrollen gezeigt und beschrieben, mit denen eine Randverdickung der Ronde zusammengepresst wird, um das Material dieser Randverdickung in Zahnräume einer Zahnrolle fließen zu lassen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß eine kostengünstigere und störungsfreiere Herstellung des Formkörpers möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun möglich, die formgebende Nut der Formrolle so klein zu halten, daß nach wie vor auftretende Verformungskräfte, die jedoch erheblich geringer wirksam werden, keinen zerstörenden Einfluß mehr auf die Formrolle ausüben.
Dabei übernimmt die Stützrolle einen Teil der Verformungsarbeit, d. h., das im Randbereich axial auswandernde Material der Ronde wird niedergehalten, so daß sich die gewünschte Randverdickung in gleichem Umfang und Maß wie bisher herausbildet.
Durch die derart signifikant reduzierte Belastung der Formrolle wird nun eine wesentlich höhere Standzeit erreicht, die naturgemäß mit bemerkenswerten Kosteneinsparungen verbunden ist.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem die Ronde in Rotation versetzenden Spannwerkzeug und einer radial zustellbaren, mit einer umlaufenden Formnut versehenen Formrolle, die an die Außenkante der Ronde unter Ausbildung einer Randverdickung andrückbar ist, weist gemäß der Erfindung mindestens eine an den Randbereich der rotierenden Ronde andrückbare, in deren Mittelachsrichtung zustellbare Stützrolle auf.
Zweckmäßigerweise werden beidseitig der Flächenseiten der Ronde solche Stützrollen vorgesehen, die sich bei der Rotation der Ronde auf dem zunächst nicht, mit zunehmender Zustellung der Formrolle jedoch mehr und mehr sich verdickenden Randbereich abstützen und diesen zu der praktisch endgültigen Form drücken.
Dabei sind die Stützrollen direkt untereinanderliegend angeordnet, d. h., ihre Berührungslinien liegen sich in vertikaler Ebene direkt gegenüber.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Stützrollen vorgespannt sind, also mit einer gewissen Andruckkraft bereits an den Flächenseiten der Ronde anliegen. Diese Vorspannung kann hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch, beispielsweise durch Federn, erreicht werden.
Des weiteren sind die Stützrollen in einem der Formrolle benachbarten Bereich vorgesehen, vorzugsweise in Rotationsrichtung der Ronde der Formrolle unmittelbar nachfolgend.
Die Kontaktfläche jeder Stützrolle, also die Abrollfläche, kann plan gehalten sein. Denkbar ist aber auch, ihr eine Profilierung zu geben, mit der eine gewünschte zusätzliche Formgebung der Randverdickung auf der jeweiligen Rondenseite erfolgt.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zu dessen Durchführung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung,
3 einen Teilausschnitt eines geschnittenen Formkörpers.
In den 1 und 2 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit der ein in der 3 gezeigter Formkörper 8 mit einer Randverdickung 9 hergestellt wird, wobei in der 3 lediglich ein Teilausschnitt des Formkörpers 8 im Randbereich erkennbar ist.
Diese Vorrichtung besteht aus einem Spannwerkzeug 2, das zwei Spannbacken 3, 4 aufweist, zwischen denen eine Ronde 1 fest gehalten ist. Das Spannwerkzeug 2 sowie die Ronde 1 sind in Rotation versetzbar.
Weiter weist die Vorrichtung eine Formrolle 5 auf, die umlaufend in ihrem Umfangsbereich eine flach gehaltene Formnut 6 besitzt, die beim Andrücken der Formrolle 5 an die Außenkante der Ronde 1 diese kontaktiert und bei einem weiteren radialen Zustellen zur Bildung der Randverdickung 9 führt.
Der Formrolle 5 in Rotationsrichtung der Ronde 1 gesehen nachgeordnet benachbart sind zwei Stützrollen 7 angeordnet, die parallel zur Mittelachse der Ronde 1, also quer zur radialen Zustellrichtung der Formrollen 5, ober- und unterseitig an die Ronde 1 im Randbereich andrückbar sind.
Dabei stehen die Stützrollen 7 unter Vorspannung, die hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch aufgebracht sein kann.
Mit Hilfe dieser Stützrollen wird die durch die Formrolle 5 vorgeformte Randverdickung 9 in ihre endgültige Form gebracht, wobei durch die Stützrollen 7 die Formnut 6 so flach gehalten werden kann, daß eine übermäßige Beanspruchung durch auftretende Verformungskräfte verhindert wird.
Prinzipiell besteht die Möglichkeit, lediglich eine Stützrolle 7 vorzusehen, wenn die Randverdickung sich nur axial in eine Richtung erstrecken soll.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mit einer Randverdickung (9) versehenen, aus einer Ronde (1) gebildeten Formkörpers (8) durch Kaltverformung, wobei an die Außenkante der rotierenden Ronde (1) eine Formrolle (5) radial angedrückt und der Randbereich dadurch gestaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Seite der Ronde (1) eine Stützrolle (7) parallel zur Rondenmittelachse gegen den zu stauchenden oder gestauchten Bereich gedrückt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem die Ronde (1) in Roation versetzenden Spannwerkzeug (2) und einer radial zustellbaren, mit einer umlaufenden Formnut (6) versehenen Formrolle (5), die an die Außenkante der Ronde (1) unter Ausbildung einer Randverdickung (9) andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine an den Randbereich der rotierenden Ronde 1 andrückbare, in deren Mittelachsrichtung zustellbare Stützrolle (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stützrollen (7) vorgesehen sind, von denen jede an den sich gegenüberliegenden Randbereichen der rotierenden Ronde (1) andrückbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (7) unter Vorspannung an der Ronde (1) anliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch aufgebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch aufgebrachte Vorspannung durch Federdruck erzeugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollfläche der Stützrolle (7) glatt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollfläche der Stützrolle (7) profiliert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abrollfläche der Stützrolle (7) profiliert ist.