DE19606754C1

DE19606754C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Rohlings für eine Ritzelwelle

Info

Publication number: DE19606754C1
Application number: DE1996106754
Authority: DE
Inventors: Manfred Klever
Original assignee: GFU Maschinenbau GmbH Gesellschaft fuer Umformung und Maschinenbau
Current assignee: GFU Maschinenbau GmbH Gesellschaft fuer Umformung und Maschinenbau
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2016-02-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrich tung zur Herstellung eines Rohlings für eine Ritzelwelle.

Es ist aus der Praxis bekannt, den Rohling für eine Ritzelwelle durch Schmieden aus stangenförmigem Voll material herzustellen. Das Rundmaterial wird gestaucht und anschließend auf Schmiedepressen fertiggepreßt. Das Ge wicht einer aus einem solchen Rohling gefertigten Ritzel welle ist groß. Das Schmieden des Rohlings erfordert ferner zwei oder mehr Arbeitsstufen und ist dadurch auf wendig.

Es ist bekannt, durch Stauchen und Querfließpressen entlang der Längsachse eines zylindrischen Werkstücks einen außen seitigen Bund an das Werkstück anzuformen. Bei einem aus DE 34 09 549 A1 bekannten Verfahren wird der Werkstoff während der Umformung im Innern des zylindrischen Werk stücks durch einen Gummi- oder Kunststoffstopfen, einen Weichmetalleinsatz, ein Gas- oder Flüssigkeitspolster oder dergleichen plastisch abgestützt. Bei einem aus US 2 089 784 bekannten Verfahren werden rohrförmige Werkstücke in eine Matrize eingesetzt und durch Stauchen in Rohradapter mit Außengewinde umgeformt. Die bei dem bekannten Ver fahren eingesetzte Stauchmaschine weist einen Stempel mit Dorn auf, der beim Niederfahren des Stempels in die Bohrung des zylindrischen Werkstückes einfaßt und dieses innenseitig stützt. Die Entwicklung bei der Fertigung von Ritzelwellen ist durch die bekannten Verfahren nicht beeinflußt worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Rohlings für eine Ritzel-Hohlwelle anzugeben, mit denen es möglich ist, in einem Fertigungs schritt an beliebiger Stelle eines Rohres einen Wellenbund anzuformen, der zu einem Ritzel weiterbearbeitet werden kann.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rohlings für eine Ritzel welle, bei dem

ein rohrförmiges Werkstück auf einem Dorn angeordnet und in eine aus zwei axial zueinander verstellbaren Formteilen bestehende Form, deren Aufnahmedurchmesser größer ist als der Rohrdurchmesser des Werkstückes, eingesetzt sowie mit radialem Versatz zur Symmetrie längsachse der Form an der Forminnenwand anliegend in der Form positioniert wird,
das Werkstück um seine Rohrlängsachse sowie die Form von einem separaten Antrieb in gleicher Drehrichtung um ihre Symmetrielängsachse so angetrieben werden, daß die Forminnenwand auf dem Werkstück abrollt, und
durch eine gleichzeitige axiale Stellbewegung der Formteile das Werkstück gestaucht wird, wobei Material des Werkstückes in einen von den Formteilen begrenzten Ringraum an der Mantelaußenseite des Werk stückes eingeformt wird sowie einen für die weitere mechanische Bearbeitung zu einem Ritzel geeigneten Wellenbund bildet.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2 zur Durchführung des Verfahrens. Anspruch 3 lehrt eine bevorzugte Ausführung dieser Vorrichtung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Dar stellung den Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Rohlings für eine Ritzelwelle. In der unteren Hälfte der Figur ist die Vorrichtung in der Aus gangsposition, in der oberen Hälfte der Figur in der Endposition dargestellt.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung weist einen in ein rohrförmiges Werkstück 1 einführbaren Dorn 2 sowie eine Form aus zwei axial zueinander verstellbaren Formteilen 3, 3′ auf. Zum Aufbau der Vorrichtung gehören ferner ein nicht dargestellter Vorschubantrieb für eine Stellbewegung der Formteile 3, 3′ sowie ein ebenfalls nicht dargestellter Rotationsantrieb. Die beiden Formteile 3, 3′ bestehen jeweils aus einer Formhülse 4, 4′, deren Aufnahmedurchmesser D größer ist als der Durchmesser d des Werkstückes 1, sowie aus einem Hohlschaft 5, 5′ zur Aufnahme der Rohrenden des Werkstückes 1. Die Hohlschäfte 5, 5′ sind in die Formhülsen 4, 4′ eingesetzt und mit radialem Versatz zur Symmetrielängsachse 6 der Formhülsen 4, 4′ so angeordnet, daß das in den Hohlschäften 5, 5′ endseitig gehaltene Werkstück 1 an der Forminnenwand an liegt. Eine der beiden Formhülsen 4 weist eine stirnseitig offene Kammer auf, die an der Mantelaußenseite des in der Form positionierten Werkstückes 1 einen Ringraum 7 bildet. Die andere Formhülse 4′ ist durch Betätigung des Vorschub antriebes kammerbildend in den Ringraum einführbar. Durch Bewegungspfeile ist angedeutet, daß die Hohlschäfte 5, 5′ um die Werkstückrotationsachse 8 und die Formhülsen 4, 4′ um ihre Symmetrielängsachse 6 rotierend antreibbar sind. Dazu sind an die Hohlschäfte 5, 5′ einerseits und an die Formhülsen 4, 4′ andererseits separate Antriebe ange schlossen. Die Rotation erfolgt in gleicher Drehrichtung, wobei die Umfangsgeschwindigkeit so eingestellt wird, daß die an dem rohrförmigen Werkstück 1 anliegende Form innenwand der Formteile 3, 3′ auf dem Werkstück 1 abrollt. Durch eine gleichzeitige axiale Stellbewegung der Form teile 3, 3′ wird das Werkstück 1 gestaucht, wobei Material des Werkstücks 1 in den von den Formteilen 3, 3′ begrenzten Ringraum 7 an der Mantelaußenseite des Werk stückes 1 eingeformt wird sowie einen für die weitere mechanische Bearbeitung zu einem Ritzel geeigneten Wellen bund 9 bildet.

Am Umfang der Rohrabschnitte, die während des Stauchvor ganges nicht verformt werden, ist die Umfangsgeschwindig keit der Formhülsen 4, 4′ und des Werkstückes 1 identisch oder zumindest annähernd gleich grob. Im Bereich des Ring raumes 7 tritt jedoch eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Material, das im Zuge des Stauchvorganges in den Ring raum 7 eingeformt wird und den Wandflächen 10 der Formhülsen, welche den Ringraum 7 begrenzen, auf. Eine lokale, reibungsbedingte Erwärmung des Werkstoffes, der im Zuge des Stauchvorganges in den Ringraum 7 eingeformt wird, unterstützt den Werkstofffluid und ermöglicht eine überraschend hohe Umformgeschwindigkeit bei gleich zeitiger Verbesserung des Gefüges und der Oberfläche des sich formenden Wellenbundes 9. Zweckmäßig wird der zu formende Rohrabschnitt des Werkstückes 1 vor dem Stauchen auf Schmiedetemperatur erwärmt, bevor das Werkstück in die Vorrichtung eingesetzt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es aber auch, die Formteile 3, 3′ mit einer Heizvorrich tung auszurüsten, um das Werkstück 1 lokal zu erwärmen, nachdem es in die Vorrichtung eingesetzt worden ist. Die Erwärmung des Werkstückes führt in Kombination mit den vorstehend beschriebenen Reibungseffekten dazu, daß die Schmelztemperatur in einem auf den umzuformenden Abschnitt beschränkten Bereich erreicht wird.

Der Dorn 2 ist durch zumindest einen der Hohlschäfte 5, 5′ von außen ein- und ausschiebbar. Vorzugsweise ist der Dorn drehbar gelagert, so daß er von der Rotation des Werk stückes 1 erfaßt wird und mit diesem während der Form gebung rotiert.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohlings für eine Ritzelwelle, bei dem

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit,

einem in ein rohrförmiges Werkstück (1) ein führbaren Dorn (2),
einer Form aus zwei axial zueinander verstell baren Formteilen (3, 3′),
einem Vorschubantrieb für eine das Werkstück (1) in der Form stauchende Stellbewegung der Formteile (3, 3′) und
einem Rotationsantrieb,

wobei die Formteile (3, 3′) jeweils eine Formhülse (4, 4′), deren Aufnahmedurchmesser (D) größer ist als der Durchmesser (d) des Werkstückes (1), sowie einen Hohl schaft (5, 5′) zur Aufnahme eines Rohrendes des Werk stückes (1) aufweisen, wobei die Hohlschäfte (5, 5′) mit radialem Versatz zur Symmetrielängsachse (6) der Form hülsen (4, 4′) so angeordnet sind, daß das in den Hohl schäften (5, 5′) endseitig gehaltene Werkstück (1) an der Forminnenwand anliegt, wobei eine der beiden Formhülsen (4) eine stirnseitig offene Kammer aufweist, die an der Mantelaußenseite des in der Form positionierten Werk stückes (1) einen Ringraum (7) bildet, wobei die andere Formhülse (4′) kammerbildend in den Ringraum (7) einführ bar ist und wobei der Rotationsantrieb separate Antriebe für eine Drehbewegung der Hohlschäfte (5, 5′) um die Werk stückrotationsachse (8) und eine Drehbewegung der Form hülsen (4, 4′) um ihre Symmetrielängsachse (6) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (2) in zumindest einen Hohlschaft (5′) von außen ein- und ausschiebbar ist.