DE19632279C2

DE19632279C2 - Process for manufacturing a disc-shaped part

Info

Publication number: DE19632279C2
Application number: DE1996132279
Authority: DE
Inventors: Juergen Bischopink
Original assignee: Fischer and Kaufmann GmbH and Co KG
Current assignee: Fischer and Kaufmann GmbH and Co KG
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2016-08-10
Also published as: DE19632279A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmiges Teiles gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing a disc-shaped part according to the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 33 36 581 C2 und der CA 12 22 889 be kannt. Bei diesem Verfahren wird ein vorgeformter Napf in einer Rollwalzmaschine eingespannt. In dieser wird am Um fangsbereich des Napfes mittels zweier Formrollen eine Wölbung ausgeformt. Anschließend wird auf der Rollwalz maschine die Materialverdickung durch Flachdrücken der Wölbung erzeugt. Das Ausformen der Wölbung ist aber relativ zeitaufwendig.A generic method is from DE 33 36 581 C2 and CA 12 22 889 be knows. In this process, a preformed bowl is in clamped in a rolling mill. In this is at Um catch area of the bowl by means of two form rollers Curved shape. Then on the roller the material thickening by flattening the Bulge generated. The shape of the curvature is relative time consuming.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren zu schaffen, mit dem ein scheiben förmiges Teil mit einem materialverstärkten Umfangsbereich formgenau und kostengünstiger gefertigt werden kann.The invention is based on the object To create a manufacturing process with a slices shaped part with a material-reinforced peripheral area be manufactured precisely and cost-effectively can.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by a method with solved the features of claim 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Wölbung im Umfangsbereich in einfacher und kostengünstiger Weise auf einer Presse zu fertigen. Dabei liegt der Erfin dung die Erkenntnis zugrunde, daß die Wölbung nicht exakt durch Formwerkzeuge definiert werden muß. Vielmehr ergibt sich die Wölbung beim Stauchvorgang von allein, wobei die ringförmige Kammer im Pressenstempel ein übermäßiges Aus knicken des Umfangsbereichs verhindert.With the method according to the invention it is possible to Curvature in the peripheral area in a simple and inexpensive way Way to manufacture on a press. Thereby lies the inventor based on the knowledge that the curvature is not exact must be defined by molding tools. Rather results the curvature during the upsetting process by itself, the annular chamber in the press ram an excessive out prevents the circumferential area from buckling.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Napf mittels einer Presse tiefgezogen wird. Es kann dabei dieselbe Presse verwendet werden, mit der auch das Stauchen ausgeführt wird. Somit können die we sentlichen Arbeitsgänge zur Fertigung einer Riemenscheibe auf einer relativ schnell arbeitenden, kostengünstigen Pres se vollzogen werden.An advantageous development of the invention exists in that the bowl is deep-drawn by means of a press. The same press can be used with the also upsetting is carried out. Thus the we major operations to manufacture a pulley on a relatively fast-working, inexpensive press be carried out.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung ist es vorteilhaft, daß vor dem Stauchen am Übergang zwischen dem Nabenbereich und dem Umfangsbereich ein Falz ausgeformt wird. Dieser Falz dient einerseits zur Verstei fung des Nabenbereichs gegenüber den Stauchkräften. Ande rerseits bildet der Falz einen Seitensteg an der Umfangs fläche der fertigen Riemenscheibe. According to another preferred embodiment of the invention it is advantageous that before upsetting at the transition a fold between the hub area and the peripheral area is formed. This fold serves on the one hand for reinforcement the hub area against the compression forces. Ande on the other hand, the fold forms a side web on the circumference surface of the finished pulley.

Zur möglichst genauen Positionierung des Umfangsbereichs des Napfes in dem ringförmigen Spalt des Pressenstempels ist es vorgesehen, daß vor dem Stauchen das freie Ende des Umfangsbereichs im wesentlichen radial nach außen hochge stellt wird. Der hochgestellte Rand erlaubt auch eine bes sere Übertragung der Stauchkräfte und kann weiter zu einem Seitensteg an der Riemenfläche der fertigen Riemenscheibe ausgeformt werden.For the most accurate positioning of the peripheral area of the bowl in the annular gap of the press ram it is provided that the free end of the Circumferential area hochge substantially radially outwards is posed. The raised margin also allows a special sere transmission of the compressive forces and can continue to one Side web on the belt surface of the finished pulley be shaped.

Die Weiterbearbeitung erfolgt in bevorzugter Weise dadurch, daß das Flachdrücken der Wölbung mit einer Rollwalze auf einer Rollwalzmaschine ausgeführt wird. Der vorgeformte Napf mit der Wölbung wird dabei von der Presse in eine Rollwalzmaschine umgespannt. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, den erfindungsgemäßen Stauchvorgang auf einer Rollwalzmaschine auszuführen, wenn diese mit einem entspre chenden Pressenstempel versehen ist.Further processing is preferably carried out by that the flattening of the curvature with a roller a rolling mill is executed. The preformed The bowl with the bulge is pressed into a press Roll rolling machine reclamped. But it is also fundamental possible, the upsetting process according to the invention on a Rolling machine to run if this corresponds with a appropriate press stamp is provided.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäs sen Verfahrens liegt darin, daß nach oder gleichzeitig mit dem Flachdrücken ein Profil in der Materialverdickung aus gebildet wird. Als Profil können Längsrillen für Riemen- oder Keilrippenscheiben sowie eine Außenverzahnung vorge sehen werden.Another advantageous development of the invention sen procedure is that after or simultaneously with flattening a profile in the material thickening is formed. Longitudinal grooves for belt or V-ribbed washers and an external toothing will see.

Eine besonders schonende Profilierung wird dadurch er reicht, daß das Profil mittels Rollwalzen in zwei oder mehr Umformungsschritten ausgeführt wird. Durch mehrere Umfor mungsschritte wird ein Überschreiten des Umformungsvermö gens des Rondenmaterials vermieden, so daß im Endprodukt keine Risse auftreten. Gegebenenfalls kann zwischen einzel nen Umformschritten eine Wärmebehandlung zur Wiederher stellung des Umformvermögens stattfinden. This makes it a particularly gentle profile suffice that the profile by means of roller rollers in two or more Forming steps is performed. Through several changes steps will exceed the forming capacity gene of the blank material avoided, so that in the end product no cracks occur. If necessary, between individual heat treatment to restore position of the forming capacity take place.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfin dung ist es von Vorteil, daß zur Einstellung der Materialverdickung die ring förmige Kammer verändert und dabei ein Stempelaußenteil mit der Kammeraußenwand axial verfahren und ausgewechselt wird.In another embodiment of the inven it is from Advantage that for hiring the material thickening the ring shaped chamber and changed an outer stamp with the Move the outer chamber wall axially and replace it.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung ist vorgesehen, daß eine Blechronde mit einer Dicke von 2,25 mm +/- 0,2 mm verwendet wird. Bei den Arbeits schritten zur Formung des Napfes und der Wölbung auf einer Presse tritt sowohl im Naben- als auch im Umfangsbereich eine Kaltverfestigung ein, so daß das Werkstück bei ausrei chender Festigkeit aus einem relativ dünnen Blech gefertigt werden kann.According to another advantageous embodiment of the inven manure is provided that a sheet metal blank with a thickness of 2.25 mm +/- 0.2 mm is used. At work proceeded to form the bowl and the curvature on one Press occurs both in the hub and in the peripheral area a work hardening, so that the workpiece is sufficient The strength is made from a relatively thin sheet can be.

Nachfolgend wird die Erfindung weiter anhand eines sche matischen Ausführungsbeispieles beschrieben, welches in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser zeigtIn the following, the invention is further explained using a cal matical embodiment described, which in the Drawing is shown. In this shows

Fig. 1 eine Teil-Querschnittsansicht eines tiefgezoge nen Napfes; Figure 1 is a partial cross-sectional view of a deep-drawn cup.

Fig. 2 eine Teil-Querschnittsansicht des Napfes in der Pressenform mit ausgeformten Falz; Figure 2 is a partial cross-sectional view of the cup in the press form with the fold formed.

Fig. 3 eine Teil-Querschnittsansicht des Napfes nach einem Hochstellen des Randes in einem weiteren Preßschritt; Fig. 3 is a partial cross-sectional view of the cup for a high points of the edge, in a further pressing step;

Fig. 4 eine Teil-Querschnittsansicht des Napfes nach dem Stauchvorgang in einer Presse; Fig. 4 is a partial cross-sectional view of the cup after the upsetting operation in a press;

Fig. 5 eine Teil-Querschnittsansicht des Werkstückes in einer Rollwalzmaschine nach dem Flachdrücken der Wölbung; Figure 5 is a partial cross-sectional view of the workpiece in a rolling mill after flattening the curvature.

Fig. 6 eine Teil-Querschnittsansicht des Werkstücks nach einer Vorformung eines Profils, und Fig. 6 is a partial cross-sectional view of the workpiece after preforming a profile, and

Fig. 7 eine Teil-Querschnittsansicht des Werkstücks mit fertiggeformten Profil. Fig. 7 is a partial cross-sectional view of the workpiece with the finished profile.

In Fig. 1 ist als Ausgangswerkstück ein Napf 10 darge stellt, welcher aus einer Blechronde mit einheitlicher Ma terialstärke tiefgezogen wurde. Der Napf 10 weist einen sich im wesentlichen radial erstreckenden Nabenbereich 11 und einen axial verlaufenden Umfangsbereich 12 auf. Zur Versteifung und Kaltverfestigung des äußeren Nabenbereichs 11 ist in diesem eine Einprägung 13 ausgebildet. Des weite ren ist der Nabenbereich 11 mit einem Lochbild 14 versehen.In Fig. 1 is a bowl 10 Darge provides as the starting workpiece, which was deep drawn from a sheet metal blank with uniform Ma thickness. The cup 10 has a substantially radially extending hub area 11 and an axially extending peripheral area 12 . An indentation 13 is formed in the outer hub area 11 for stiffening and work hardening. The wide ren the hub area 11 is provided with a hole pattern 14 .

Zur Fertigung einer Riemenscheibe wird der Napf 10 in eine Pressenform 30 gemäß Fig. 2 eingelegt. Die Pressenform 30 umfaßt eine Matrize 31 und ein erstes Presseninnenteil 32 sowie ein erstes Pressenaußenteil 33. Durch eine axiale und radiale Verfahrbewegung des Pressenaußenteiles 33 wird der Umfangsbereich 12 radial nach innen eingezogen, so daß daß ein Falz 15 entsteht. Dieser dient zur Versteifung des Übergangsbereichs zwischen dem Nabenbereich 11 und dem Um fangsbereich 12. To manufacture a pulley, the cup 10 is placed in a press mold 30 according to FIG. 2. The press mold 30 comprises a die 31 and a first inner press part 32 and a first outer press part 33 . The circumferential region 12 is drawn radially inward by an axial and radial movement of the press outer part 33 , so that a fold 15 is formed. This serves to stiffen the transition region between the hub region 11 and the circumferential region 12 .

In einem weiteren Pressenschritt gemäß Fig. 3, bei welchem der Napf 10 in der Matrize 31 verbleibt, wird das freie Ende 16 des Umfangsbereichs 12 durch ein zweites Pressen innenteil 34 und ein zweites Pressenaußenteil 35 schräg nach außen hochgestellt. Dieser hochgestellte Rand dient insbesondere zur besseren Übertragung der Stauchkräfte beim nachfolgenden Umformungsschritt.In a further press step according to FIG. 3, in which the cup 10 remains in the die 31 , the free end 16 of the peripheral region 12 is raised obliquely outwards by a second press inner part 34 and a second press outer part 35 . This raised edge is used in particular for better transmission of the compression forces in the subsequent forming step.

Das Ergebnis des nachfolgenden Stauchvorganges ist in Fig. 4 dargestellt. Bei dem Stauchvorgang wird der Napf 10, wel cher sich weiterhin auf der Matritze 31 befindet, durch ei nen Pressenstempel 40 in axialer Richtung gestaucht. Der Pressenstempel 40 besteht aus einem Stempelinnenteil 42 und einem diesen umgebenden, hülsenförmigen Stempelaußenteil 43, zwischen denen eine ringförmige Kammer 41 ausgebildet ist. Der Umfangsbereich 12 mit dem hochgestellten Rand 16 gelangt durch die Verfahrbewegung des Pressenstempels 40 entsprechend den dargestellten Pfeilen in die ringförmige Kammer 41. Bei der Verfahrbewegung gelangt der Umfangsbe reich 12 zunächst in Kontakt mit einer Kammerinnenwand 44 des Stempelinnenteils 42. Der Durchmesser des Stempelinnen teils 42 an der Kammerinnenwand 44 verjüngt sich etwas in Richtung auf die Matritze 31, was die Einfahrbewegung und auch das spätere Auswölben des Umfangsbereichs 12 erleich tert.The result of the subsequent upsetting process is shown in FIG. 4. During the upsetting process, the bowl 10 , which is still located on the die 31, is compressed in the axial direction by a press die 40 . The press die 40 consists of an inner die part 42 and a sleeve-shaped outer die part 43 surrounding it , between which an annular chamber 41 is formed. The circumferential region 12 with the raised edge 16 reaches the annular chamber 41 as a result of the movement of the press die 40 in accordance with the arrows shown. During the traversing movement, the circumferential region 12 first comes into contact with an inner chamber wall 44 of the inner stamp part 42 . The diameter of the inner part 42 of the chamber inner wall 44 tapers somewhat in the direction of the die 31 , which facilitates the retraction movement and the subsequent bulging of the peripheral region 12 .

Nachdem das hochgestellte freie Ende 16 mit einer Anschlag fläche 45 am Stempelinnenteil 42 in Kontakt gekommen ist, beginnt durch den weiteren Stempelhub das Stauchen und Aus wölben des Umfangsbereichs 12. Um eine genaue und feste Po sitionierung des hochgestellten freien Endes 16 an der An schlagfläche 45 zu gewährleisten, ist ein Absatz 46 mit einer Einlaufschräge am Stempelinnenteil 42 vorgesehen. Durch weiteres Verfahren des Pressenstempels 40 in Rich tung auf die Matritze 31 bildet sich eine Wölbung 17 in der ringförmigen Kammer 41. After the raised free end 16 has come into contact with a stop surface 45 on the inner part 42 of the stamp, the upsetting and bulging of the peripheral region 12 begins by the further stamp stroke. To ensure accurate and solid Po of the raised free end 16 sitioning at An impact surface 45 to ensure a paragraph is provided with a run-in slope on the punch inner part 42 is provided 46th By further moving the press die 40 in Rich direction on the die 31 , a curvature 17 is formed in the annular chamber 41st

Zur Vermeidung einer zu starken Auswölbung, was zu einer ungleichmäßigen Materialverteilung beim späteren Vorgang des Flachdrückens führen könnte, wird durch das Stempel außenteil 43 eine Kammeraußenwand 47 gebildet. Der radiale Abstand zwischen der Kammeraußenwand 47 und der Kammerin nenwand 44 ist auf die Länge des Umfangsbereichs 12 und die gewünschte Materialverdickung abgestimmt. Zur Veränderung dieses radialen Abstandes bei einem Produktwechsel kann entweder das Stempelinnenteil 42 oder das Stempelaußen teil 43 separat ausgewechselt werden.In order to avoid excessive bulging, which could lead to an uneven distribution of material during the later process of flattening, an outer chamber wall 47 is formed by the stamp outer part 43 . The radial distance between the chamber outer wall 47 and the chamber inner wall 44 is matched to the length of the peripheral region 12 and the desired material thickening. To change this radial distance when changing the product, either the inner die part 42 or the outer die part 43 can be replaced separately.

Nach Erstellung der Wölbung 17 wird bei diesem Ausführungs beispiel der Napf 10 in eine nur ausschnittsweise in Fig. 5 angedeutete Rollwalzmaschine 50 zwischen einem Drückfut ter 52 und einem Halter 53 auf einer Spindel 51 einge spannt. Unter Rotation des eingespannten Werkstückes wird durch radiale Zustellung einer Rollwalze 54 die Wölbung 17 zu einer Materialverdickung 18 flachgedrückt. Bei diesem Vorgang werden durch Seitenabsätze 55 an der Rollwalze 54 an den hochgestellten Randbereichen des Umfangsbereichs 12 definierte Seitenstege 19 ausgebildet.After creating the curvature 17 in this embodiment, the bowl 10 is clamped in a roll-rolling machine 50, which is only partially shown in FIG. 5, between a pressure chuck 52 and a holder 53 on a spindle 51 . With rotation of the clamped workpiece, the curvature 17 is flattened to a material thickening 18 by radial infeed of a roller roller 54 . In this process, defined side webs 19 are formed by side shoulders 55 on roller roller 54 at the raised edge regions of peripheral region 12 .

Zur Ausformung eines Profils in der Materialverdickung 18 wird gemäß Fig. 6 eine Vorformrolle 56 radial an das wei terhin zwischen dem Drückfutter 52 und dem Gegenhalter 53 eingespannte Werkstück zugestellt. Durch die Vorformrolle 56 wird zunächst in der Materialverdickung 18 eine Profil vorform 20 ausgebildet, damit die Umformgrenze des Werk stoffs nicht durch eine zu starke einmalige Umformung über schritten wird.For forming a profile in the material thickening 18 , a preform roller 56 is fed radially to the workpiece clamped between the spinning chuck 52 and the counter-holder 53 according to FIG. 6. By means of the preforming roller 56 , a profile preform 20 is first formed in the material thickening 18 , so that the forming limit of the material is not exceeded by an excessive one-time forming.

Anschließend wird nach Fig. 7 das endgültige Profil 21 in die Riemenscheibe 1 mittels der Profilrolle 57 ein geformt. Abschließend kann die fertige Riemenscheibe 1 nach dem axialen Auseinanderfahren von Drückfutter 52 und Gegen halter 53 aus der Rollwalzmaschine entfernt werden. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich der Umformvorgang an der Materialverdickung 18 auf einer Rollwalzmaschine ausgeführt wird, während die vorausgehenden Arbeitsgänge auf einer relativ schnell arbeitenden Presse durchgeführt wer den können, kann die Fertigungszeit für Keilrippenscheiben gegenüber bisher bekannten Herstellverfahren wesentlich herabgesetzt werden.The final profile 21 in the pulley 1 by means of the profile roller 57 is subsequently shown in FIG. 7, a formed. Finally, the finished pulley 1 can be removed from the rolling mill after the axial separation of the chuck 52 and counter holder 53 . Since in the method according to the invention only the forming process on the material thickening 18 is carried out on a roll-rolling machine, while the preceding operations can be carried out on a relatively fast-working press, the manufacturing time for V-ribbed discs can be considerably reduced compared to previously known manufacturing methods.

Claims

1. A method for producing a disc-shaped Tei les, in particular a pulley, in which

1. - A sheet metal blank is preformed into a cup ( 10 ) with a substantially radial hub area ( 11 ) and a substantially axially extending peripheral area ( 12 ),
2. - The peripheral region ( 12 ) is axially compressed by means of a press stamp to form a curvature ( 17 ) and
3. - the curvature ( 17 ) is then flattened radially to a material thickening ( 18 ),
characterized by
4. - that the peripheral region ( 12 ) of the bowl ( 10 ) is moved axially into an annular chamber ( 41 ) in the press ram,
5. - that during the axial retraction, a radially inner side of the peripheral region ( 12 ) comes into contact with an inner chamber wall ( 44 ),
6. - that subsequently a free end ( 16 ) of the peripheral region ( 12 ) comes into contact with a stop surface ( 45 ) in the annular chamber ( 41 ) through which the axial compression force is transmitted,
7. - That by further axial retraction of the circumferential area ( 12 ) is compressed and radially outward, from the chamber inner wall ( 44 ) away to the arch ( 17 ) is arched, and
8. - That the curvature ( 17 ) comes into contact with a radially outer chamber outer wall ( 47 ) and a wide res bulge is limited radially outwards.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cup ( 10 ) is deep-drawn by means of a press.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that before the upsetting at the transition between the hub region ( 11 ) and the peripheral region ( 12 ) a fold ( 15 ) is formed.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that before the upsetting, the free end ( 16 ) of the circumferential area ( 12 ) is set up substantially radially outwards.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the flattening of the curvature ( 17 ) with a rolling roller ( 54 ) is carried out on a rolling mill ( 50 ).

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a profile ( 21 ) is formed in the material thickening ( 18 ) after or simultaneously with the flattening.

7. The method according to claim 6, characterized in that the profile ( 21 ) by means of form rollers ( 56 , 57 ) is formed in two or more shaping steps.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that for adjusting the material thickening ( 18 ), the annular chamber ( 41 ) is changed and thereby an outer stamp part ( 43 ) with the chamber outer wall ( 47 ) is moved axially and replaced.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that a sheet metal blank with a thickness of 2, 25 +/- 0.2 millimeters is used.