DE19513633C2 - Dr}ckrolle zur Ausf}hrung von Spaltvorg{ngen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drückrolle zur Ausführung von Spaltvorgängen an rotationssymmetrischen Werkstücken auf einer Drückmaschine.

Drückrollen der genannten Art sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, wobei derartige Drückrollen je­ weils eine Spaltschneide aufweisen. Mittels einer sol­ chen Drückrolle kann das rotationssymmetrische Werkstück von seinem Außenumfang ausgehend in Radialrichtung von außen nach innen hin gespalten und so in seinem äußeren Bereich in zwei Teile geteilt werden. Diese beiden Teile können dann durch weitere Umformungen zur gewünschten Endform gebracht werden, wobei das fertig bearbeitete Werkstück beispielsweise eine Riemenscheibe sein kann, deren Riemenauflagefläche durch die beiden Teile des zuvor gespaltenen Bereiches des Werkstückes gebildet ist.

Entsprechende Drückrollen sind beispielsweise aus der DE-PS 12 06 838 bekannt. Mit diesen Drückrollen kann in einer Werkstückaufspannung ein Spalt erzeugt, aufgeweitet und ausgeformt werden.

Bei manchen Werkstücken ist es aber erforderlich, mehrere Spaltvorgänge durchzuführen, wobei die Lage der Spalte in Axialrichtung des Werkstückes gesehen auch noch un­ symmetrisch sein kann. Für derartige Werkstücke müssen nacheinander mehrere Spaltvorgänge durchgeführt werden, wobei außerdem Mittel zur Abstützung des Werkstückes bei unsymmetrischer Lage des Spaltes erforderlich sind, um ungewollte Verformungen des Werkstückes zu vermeiden und eine ausreichende Genauigkeit des Spalteverlaufes zu ge­ währleisten. Dies erfordert einen erhöhten maschinellen und zeitlichen Aufwand.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drückrolle der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die die aufgeführten Nachteile vermeidet und mit der Werkstücke, die mehrere Spaltvorgänge bei ihrer Bearbeitung erfordern, technisch einfacher und schneller bearbeitet werden können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsge­ mäß durch eine Drückrolle der eingangs genannten Art, die als Doppel-Spalt­ rolle mit zwei in Drückrollenaxialrichtung voneinander beabstandeten Spaltschneiden ausgebildet ist, wobei zwi­ schen den beiden Spaltschneiden eine Nut ausgespart ist, die von je einer Flanke der beiden Spaltschneiden seit­ lich begrenzt ist.

Die erfindungsgemäße Drückrolle bietet den Vorteil, daß mit ihr in einem Arbeitsgang zwei Spaltvorgänge an einem Werkstücke ausgeführt werden können, wodurch der maschi­ nelle und der zeitliche Aufwand hierfür wesentlich redu­ ziert wird. Der bei einem mit der erfindungsgemäßen Drückrolle ausgeführten Spaltvorgang zwischen den erzeug­ ten Spalten verbleibende Teil des Werkstückes wird von der zwischen den Spaltschneiden ausgesparten Nut in der Drückrolle aufgenommen, so daß er für das Zustellen der Drückrolle nicht hinderlich ist. Die mit der Drückrolle erreichbaren Spalttiefe hängt dabei lediglich von der Tie­ fe der Nut zwischen den beiden benachbarten Spaltschnei­ den ab.

Eine erste Ausgestaltung der Drückrolle sieht vor, daß die die Nut seitlich begrenzenden Flanken parallel zuein­ ander verlaufen. Auf diese Weise wird über die gesamte radiale Länge der Nut eine Abstützung des Werkstückes an den Nutflanken erreicht, was insbesondere bei asymmetri­ scher Materialverteilung beiderseits der Spalte vorteil­ haft ist und was unter Umständen sogar einen derartigen Spaltvorgang überhaupt erst möglich macht.

Eine dazu alternative Ausgestaltung der Drückrolle schlägt vor, daß die die Nut seitlich begrenzenden Flan­ ken in Radialrichtung der Drückrolle von außen nach innen ihren Abstand vergrößern. Bei einer so ausgeführ­ ten Drückrolle findet zwar eine Abstützung des Werk­ stückes nur noch in unmittelbarer Nähe der Schneiden­ spitzen der beiden Spaltschneiden statt, jedoch ist hier die gegenseitige gleitende Reibung zwischen der Drückrol­ le einerseits und dem Werkstück andererseits wesentlich herabgesetzt, wodurch der Drückvorgang mit geringerem Kraftaufwand und geringerem Verschleiß ausführbar ist.

Die jeweils von der Nut abgewandten Flanken der beiden Spaltschneiden der erfindungsgemäßen Drückrolle können unterschiedlich ausgeführt sein; bevorzugte diesbezügli­ che Ausführungen sind in den Ansprüchen 4 bis 6 angege­ ben.

Um eine gute Schneidwirkung der Spaltschneiden zu erzie­ len und um diese gleichzeitig ausreichend widerstandsfä­ hig gegen Abnutzung zu halten, ist vorgesehen, daß der von den Flanken der Spaltschneiden an den Schneidenspit­ zen eingeschlossene Winkel α kleiner als 30° und größer als 10° ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Drückrolle, die insbeson­ dere für einen Einsatz in weicherem Material oder für einen Einsatz im Nachgang zu einer mit scharfen Schnei­ den versehenen Spaltrolle geeignet ist, sieht vor, daß die Spaltschneidenspitzen ausgerundet sind.

Bevorzugt beträgt dabei der Ausrundungsradius der Spalt­ schneidenspitzen etwa 1/100 bis 1/20 des maximalen Drück­ rollenradius.

Um einerseits die Herstellung der erfindungsgemäßen Drückrolle zu vereinfachen und andererseits die Drückrol­ le an unterschiedliche Einsatzfälle schnell und einfach anpassen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Drückrol­ le aus mehreren voneinander trennbaren rotationssymmetri­ schen Drückrollenteilen zusammengesetzt ist. Die einzel­ nen Drückrollenteile können so für sich gefertigt und an­ schließend zu der gewünschten Drückrolle miteinander kom­ biniert werden.

Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß ein erster Drückrol­ lenteil die erste der beiden Spaltschneiden, ein zweiter Drückrollenteil die zweite der beiden Spaltschneiden und ein dritter Drückrollenteil ein zwischen dem ersten und zweiten Drückrollenteil angeordnetes Distanzstück um­ faßt. Auf diese Weise können die Schneidengeometrien der beiden Spaltschneiden der Drückrolle sowie der in Axial­ richtung gemessene Abstand der beiden Spaltschneiden der Drückrolle voneinander frei ausgewählt und beliebig mit­ einander kombiniert werden. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß nicht für jeden Einsatzfall eine eigene komplette Drückrolle vorgehalten werden muß, sondern daß aus einer Auswahl von verschiedenen Drückrollenteilen die jeweils benötigte Drückrolle zusammengesetzt werden kann. Hierdurch werden Herstellungs- und Investitions­ kosten eingespart und es wird die Lagerhaltung verein­ facht.

In ihrer einfachsten Ausführung sind die erfindungsge­ mäßen Drückrollen spiegelsymmetrisch zur Radial-Mittel­ ebene ausgeführt; alternativ können aber bei der Drück­ rolle gemäß Erfindung auch die Radien und/oder die Flan­ kenformen und/oder die Spaltschneidenspitzenwinkel der beiden Spaltschneiden voneinander verschieden sein.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drückrolle werden im folgenden anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erste Drückrolle in Seitenansicht mit einem von dieser bearbeiteten Werkstück im Quer­ schnitt, wobei von der Drückrolle und dem Werk­ stück jeweils nur die eine Hälfte unterhalb bzw. oberhalb der zugehörigen Drehachse darge­ stellt ist,

Fig. 2 eine zweite Drückrolle mit einem von dieser be­ arbeiteten Werkstück, in gleicher Darstellungs­ weise wie Fig. 1 und

Fig. 3 eine dritte Drückrolle mit einem von dieser be­ arbeiteten Werkstück, ebenfalls in gleicher Dar­ stellungsweise wie Fig. 1.

Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt das hier dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer Drückrolle 1 zwei Spaltschneiden 11, 12, die in jeweils einer Spalt­ schneidenspitze 11′, 12′ auslaufen. Die in der Zeichnung linke Spaltschneide 11 wird durch Schneidenflanken 110, 111 begrenzt; die in der Zeichnung rechte Spaltschneide 12 wird durch Schneidenflanken 120, 121 begrenzt.

Zwischen den Spaltschneiden 11 und 12 befindet sich im Zentrum der Drückrolle 1 ein zylindrischer Abschnitt 10, geringeren Außendurchmessers, wodurch zwischen dessen Außenumfang sowie den beiden aufeinander zu weisenden Schneidenflanken 111, 121 eine im vorliegenden Beispiel im Querschnitt rechteckige radial nach außen offene Nut 13 gebildet wird.

Die Drückrolle 1 ist um ihre Mittelachse 100 rotations­ symmetrisch geformt und in ihrem Einsatz um diese dreh­ bar gelagert, wobei die Mittel zur Lagerung hier nicht eigens dargestellt sind, da sie dem Fachmann geläufig sind.

Unterhalb der in der Zeichnung oben dargestellten Drück­ rolle 1 ist ein mit dieser bearbeitetes rotationssymme­ trisches Werkstück 2 im Schnitt einer oberen Hälfte dar­ gestellt, wobei dieses Werkstück 2 ursprünglich eine flache, rotationssymmetrische zylindrische Ronde war. Mittels der Drückrolle 1 sind in das Werkstück 2 von des­ sen Außenumfang ausgehend zwei Spalte 211, 212 einge­ bracht worden, wodurch zwei aus der Radialebene herausge­ bogene Flügel 21, 23 aus dem Umfangsbereich 22 des Werk­ stücks 2 gebildet worden sind. In seinem zwischen den Flügeln 21, 23 liegenden Umfangsbereich 22 ist das Werk­ stück 2 unverformt.

Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, verlaufen die Flanken 111, 121 der beiden Spaltschneiden 11 und 12 pa­ rallel zueinander, so daß die Nut 13 eine rechteckige Kontur besitzt. Hierdurch stützt sich die Drückrolle 1 bei einem Spaltvorgang an dem mittleren Umfangsbereich 22 des Werkstücks 2 beim Eindringen in das Werkstück 2 ab. Die Geometrie der Drückrolle 1 sorgt für ein weitest­ gehendes Kräftegleichgewicht in Axialrichtung des Werk­ stücks 2, wodurch ein neutrales Verhalten der Drückrolle 1, auch bei asymmetrischem Spalten, erzielt wird. Ein Verlaufen der Drückrolle 1 in Axialrichtung relativ zum Werkstück wird so verhindert. Durch genaue Auslegung der Drückrollengeometrie kann für jeden Anwendungsfall das Kräftegleichgewicht optimiert werden.

Weiterhin zeigt die Fig. 1, daß die beiden nach außen weisenden Flanken 110, 120 der beiden Spaltschneiden 11, 12 geradlinig ausgebildet sind und jeweils mit der zuge­ hörigen nach innen weisenden Flanke 111 bzw. 121 einen spitzen Winkel α einschließen. Dieser Winkel α liegt vor­ zugsweise im Bereich zwischen etwa 10 und 30°. Dement­ sprechend verlaufen auch die Flügel 21, 23 im wesentli­ chen geradlinig und unter dem gleichen Winkel α zu dem mittleren Umfangsbereich 22 des Werkstücks 2. In seinem zentralen, nahe der Symmetrie- und Rotationsachse 200 liegenden Bereich 20 besitzt das Werkstück 2 noch seine ursprüngliche Form, die dem des Ausgangsmaterials ent­ spricht. Mittel zur Halterung und Drehung des Werkstücks 2 sind hier nicht eigens dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine geänderte Ausführung der Drückrolle 1, wobei diese auch hier wieder aus den zwei Spaltschneiden 11 und 12 und dem dazwischenliegen­ den zylindrischen Teil 10 besteht. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind bei der in Fig. 2 gezeigten Drückrolle 1 die nach außen weisenden Flan­ ken 110, 120 der beiden Spaltschneiden 11, 12 so kontu­ riert, daß sie von den Schneidenspitzen 11′, 12′ ausge­ hend zunächst geradlinig unter einem spitzen Winkel zu den nach innen weisenden Flanken 111, 121 und daran an­ schließend in einem konkaven Bogen weiter verlaufen.

Der Geometrie der Spaltschneiden 11, 12 entsprechend er­ halten auch die mittels dieser Drückrolle 1 von dem Werk­ stück 2 abgespaltenen Flügel 21, 23 einen entsprechenden Verlauf, wobei die in dem Werkstück 2 erzeugten Spalte 211, 212 im wesentlichen mit der Kontur der Spaltschnei­ den 11, 12 übereinstimmen, wie der untere Teil von Fig. 2 zeigt. Bezüglich der übrigen Bezugsziffern wird auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen.

Fig. 3 schließlich zeigt ein Ausführungs­ beispiel der Drückrolle 1, welches dadurch gekennzeich­ net ist, daß die Spaltschneiden 11, 12 mit ausgerundeten Spitzen 11′, 12′ ausgebildet sind. Außerdem sind die nach außen weisenden Flanken 110, 120 der beiden Spalt­ schneiden 11, 12 über ihre gesamte Länge mit einem kon­ kaven Bogen ausgeführt, wodurch diese Drückrolle 1 ins­ besondere als Aufweitrolle geeignet ist. Mit dieser Drückrolle 1 können dann zuvor mit einer Drückrolle ge­ mäß Fig. 1 oder Fig. 2 erzeugte Spalte 211, 212 aufge­ weitet und die Flügel 21, 23 weiter umgelegt und so wei­ ter umgeformt werden.

Das Werkstück 2 kann nach dem Erzeugen der beiden Spalte 211, 212 mittels weiterer Umformschritte, insbesondere mittels weiterer Drückoperationen in gewünschter Weise weiter umgeformt und zu einem fertigen Produkt weiterver­ arbeitet werden. Dieses fertige Produkt kann beispiels­ weise ein Getriebe- oder Kupplungsteil für ein Kraftfahr­ zeug sein.

Die Drückrollen 1, die in den Fig. 1 bis 3 darge­ stellt sind, können einstückig ausgeführt sein oder al­ ternativ aus mehreren Drückrollenteilen zusammengesetzt sein. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Drückrolle 1 bestehen die drei zusammengesetzten Drück­ rollenteile dann aus der ersten Spaltschneide 11, der zweiten Spaltschneide 12 und dem dazwischen angeordneten zylindrischen, als Distanzstück dienenden Teil 10. Diese Teile können in an sich bekannter Weise z. B. durch Ver­ schraubungen miteinander lösbar verbunden sein. Durch Auswechseln z. B. des Distanzstücks 10 können unterschied­ liche Schneidenabstände unter Weiterverwendung der bei­ den Spaltschneiden 11 und 12 verwirklicht werden.

Claims (12)

1. Drückrolle zur Ausführung von Spaltvorgängen an ro­ tationssymmetrischen Werkstücken (2) auf einer Drück­ maschine dadurch gekennzeichnet, daß die Drückrolle (1) als Doppel-Spaltrolle mit zwei in Drückrollenaxialrichtung voneinander beab­ standeten Spaltschneiden (11, 12) ausgebildet ist, wobei zwischen den beiden Spaltschneiden (11, 12) eine Nut (13) ausgespart ist, die von je einer Flan­ ke (111, 121) der beiden Spaltschneiden (11, 12) seitlich begrenzt ist.

2. Drückrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Nut (13) seitlich begrenzenden Flanken (111, 121) parallel zueinander verlaufen.

3. Drückrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Nut (13) seitlich begrenzenden Flanken (111, 121) in Radialrichtung der Drückrolle (1) von außen nach innen ihren Abstand vergrößern.

4. Drückrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils von der Nut (13) ab­ gewandte Flanke (110, 120) der Spaltschneiden 11, 12) geradlinig unter einem spitzen Winkel (α) zu der jeweils anderen, die Nut (13) begrenzenden Flanke (111, 121) der Spaltschneiden (11, 12) verläuft.

5. Drückrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils von der Nut (13) ab­ gewandte Flanke (110, 120) der Spaltschneiden (11, 12) unter einem spitzen Winkel (α) zu der jeweils anderen, die Nut (13) begrenzenden Flanke (111, 121) der Spaltschneiden (11, 12) von der Spaltschneiden­ spitze (11′, 12′) aus zunächst geradlinig und weiter in einem konkaven Bogen verläuft.

6. Drückrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils von der Nut (13) ab­ gewandte Flanke (110, 120) der Spaltschneiden (11, 12) unter einem spitzen Winkel (α) zu der jeweils an­ deren, die Nut (13) begrenzenden Flanke (111, 121) der Spaltschneiden (11, 12) von der Spaltschneiden­ spitze (11′, 12′) aus in einem konkaven Bogen ver­ läuft.

7. Drückrolle nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) kleiner als 30° und größer als 10° ist.

8. Drückrolle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltschneidenspit­ zen (11′, 12′) ausgerundet sind.

9. Drückrolle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrundungsradius der Spaltschneidenspitzen (11′, 12′) etwa 1/100 bis 1/20 des maximalen Drück­ rollenradius beträgt.

10. Drückrolle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus mehreren von­ einander trennbaren rotationssymmetrischen Drückrol­ lenteilen (10, 11, 12) zusammengesetzt ist.

11. Drückrolle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Drückrollenteil die erste der beiden Spaltschneiden (11, 12), ein zweiter Drückrollenteil die zweite der beiden Spaltschneiden (11, 12) und ein dritter Drückrollenteil ein zwischen dem ersten und zweiten Drückrollenteil angeordnetes Distanz­ stück (10) umfaßt.

12. Drückrolle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien und/oder die Flankenformen und/oder die Spaltschneidenspitzenwin­ kel (α) der beiden Spaltschneiden (11, 12) voneinan­ der verschieden sind.