DE19637839C1

DE19637839C1 - Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken

Info

Publication number: DE19637839C1
Application number: DE19637839A
Authority: DE
Inventors: Reiner Nolden
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: WO1998012006A1; JP2001507992A; ES2145586T3; EP0927086A1; EP0927086B1; DE69701331D1; DE69701331T2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken, der im Oberbe griff des Patentanspruches 1 erläuterten Art.

Aus der DE 37 12 301 A1 ist ein Preßwerkzeug zum spanlosen Umformen eines Vorwerkstückes, das einen einseitig offenen Hohlraum zur Erstellung von in axialer Richtung gesehenen hinterschnittfreien Kugellaufbahnen und hinterschnittenen Käfigführungsflächen aufweist, bekannt, das in einem Außen werkzeug aufgenommen wird, worauf über ein Innenwerkzeug un ter Druckanwendung die Umformung der Wandbereiche bewirkt wird.

Das Innenwerkzeug besteht hierbei aus einem Innenstempel mit einzelnen radialen Rippen, die durch Segmente eines Hülsen stempels hindurchgreifen, wobei sich im Querschnitt eine in Umfangrichtung geschlossene Formenoberfläche ergibt. Der Stoß zwischen den beiden Bauteilen des Innenwerkzeuges liegt je weils im Übergang zwischen den Formbereichen für die Kugel laufbahnen und den Formbereich für die Käfigführungsflächen.

Das Bauteil des Innenwerkzeuges zur Herstellung der Kugelbah nen wird hierbei durch ein einstückiges, massives Teilwerk zeug gebildet, das ohne Verzug oder Formänderung große Kräfte aufnehmen kann. Hierdurch ist eine präzise Umformung der Ku gelbahnabschnitte möglich, die eine Nacharbeit in diesen Be reich vermeidet.

Die dazwischenliegenden hinterschnittenen Bereiche der Käfig führungsfläche werden hierbei von den außenballigen Segmenten des Hülsenstempels des Innenwerkzeuges ausgebildet, dessen Segmente nach Entfernen des Innenstempels durch radiales nach Innenfedern aus dem fertigen Werkstück entfernt werden kön nen.

Das bekannte Preßwerkzeug weist den Nachteil auf, daß das zweiteilige Innenwerkzeug äußerst aufwendig und teuer in sei ner Herstellung ist und durch die gebildeten Trennflächen zwischen den beiden Werkzeugteilen, dem Innenstempel und dem Hülsenstempel, erhöht anfällig für Verschleiß ist.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die, für die Zwei teilung des Umformwerkzeuges erforderlichen Toleranzen zwangsläufig zur Vergrößerung der Werkstücktoleranzen führen, d. h. die aktuellen Werkzeugtoleranzen müssen den geforderten Werkstücktoleranzen hinzuaddiert werden.

Aus der DE 42 14 444 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kugelschalen für Gleichlaufgelenke bekannt, bei dem ein napf förmiger Rohling unter spanloser Querschnittsreduzierung zur Ausformung seiner Innenform gegen einen in Umfangrichtung wellenförmig ausgebildeten und in axialer Richtung über den Umfang variablen, vorzugsweise segmentweise unterschiedlich Konvex gekrümmten Profildorn im Zeitverlauf örtlich fort schreitend radial umgeformt wird. Der hierbei verwendete Profildorn ist mehrteilig und besteht aus radial teilbaren Profildornsegmenten.

Auch dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß der verwendete Profildorn durch seine mehrteilige Ausführung aufwendig und teuer in seiner Herstellung und anfällig für Verschleiß ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die für die Zweiteilung des Umformwerkzeuges erforderlichen Tole ranzen zwangsläufig zur Vergrößerung der Werkstücktoleranzen führen, d. h., die aktuellen Werkzeugtoleranzen müssen den ge forderten Werkstücktoleranzen hinzuaddiert werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstel lung von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erläuterten Art zu schaf fen, bei dem die aufgezeigten Nachteile der bekannten Her stellungsverfahren vermieden werden und sowohl hinterschnitt freie, als auch hinterschnittene Kugellaufbahnen hergestellt werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem bei einem Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken, der im Oberbegriff des Patenantanspruchs erläuterten Art, die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs I aufgezeigten Werkzeuge und Verfahrensschritte angewendet wer den.

Dadurch, daß als Innenwerkzeug ein einteiliger, segmentweise unterschiedlich konvex gekrümmter Preßstempel mit einer be stimmten Außenkontur verwendet wird, der in den Hohlraum des Vorwerkstückes eingebracht wird und der durch Taumelpressen in mehreren örtlich fortschreitenden Umläufen die gewünschte Endform der inneren Wandbereiche für die Kugellaufbahn und die Käfigführungsflächen erzeugt, wird ein sehr robustes Um formwerkzeug geschaffen, das zu günstigeren Werkstücktoleran zen führt.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Werkzeug- Vorwerkstück-Anordnung zu Beginn der Verfor mung;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Werkzeug- Werkstück-Anordnung nach der Taumelverformung und

Fig. 3 eine Unteransicht des einteiligen Innenwerk zeuges.

Das Innenwerkzeug 1 ist als einteiliger Taumelpreßstempel ausgebildet, dessen Außenkontur segmentweise, unterschiedlich Konvex gekrümmt ist und rippenförmige Konturen 4 für die Ku gellaufbahnen und benachbarte Konturen 5 für die Käfigfüh rungsflächen aufweist. Die entsprechenden Außenkonturen 4 und 5 sind unter Berücksichtigung eines bestimmten Taumelwinkels α ausgelegt um die gewünschten fertigen Führungsflächen zu erzeugen.

In einem Außenwerkzeug 2 wird das Vorwerkstück 3 aufgenommen und fixiert. Zu Beginn der Bearbeitung wird das Außenwerkzeug 2 nach oben zum noch zentrisch zur Maschinenachse angeordne ten Formstempel 1 verfahren und dann fixiert. Nun wird der Formstempel 1 in Taumelbewegung versetzt. Hierbei wandert eine intermittierende Umformkraft entsprechend der Bewegungs abläufe; in Abhängigkeit von der Taumelfrequenz und dem Tau melwinkel α; kreisförmig über die zu verformenden Flächen des Vorwerkstückes 3. So wird jeweils nur ein geringerer Bereich der zu verformenden Kugellaufflächen 6 und Käfigführungsflä chen 7 in der Zeiteinheit bearbeitet. Der Formstempel wird auf dem Vorwerkstück 3 abgewälzt, d. h., es findet Roll gleitreibung zwischen Material und Umformwerkzeug 1 statt, diese ist erheblich geringer als die Reibparameter bei den konventionellen Umformverfahren. Die Fließspannung des Werk stoffes wird durch die auftretende Maximalspannung nur unwe sentlich überschritten, hierdurch wird ein besserer Material fluß gewährleistet.

Sobald die gewünschten Fertigkonturen der Kugellaufbahnen 6 und der Käfigführungen 7 erreicht sind, wird das Innenwerk zeug 1 wieder zentrisch zur Maschinenachse ausgerückt und das Werkstück 3′ kann durch einen Auswerfer aus dem Außenwerkzeug 2 ausgeworfen werden.

Durch das durch das Taumelpressen erzielte, schrittweise Ver drängen von Material kann mit einer sehr genauen Ausformung und mit einer sehr hohen Oberflächengüte gerechnet werden, so daß ein nachträgliches Bearbeiten der Kugellaufbahnen und der Käfigführungsflächen nicht mehr erforderlich ist.

Bei der Herstellung der Innenkontur des Gelenkaußenteiles kann gleichzeitig an der Außenkontur des Vorwerkstückes 3 eine Außenverzahnung 8 mit eingeformt werden. Die Außenver zahnung 8 positioniert das Vorwerkstück 3 lagegenau und ver hindert ein Verdrehen desselben im Außenwerkzeug 2 durch die Einwirkung des wandernden Drehmomentes der Taumelbewegung.

Die Außenverzahnung kann bei entsprechender Auslegung als Drehzahlgeber für ein ABS-System verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Gelenkaußenteilen von Gleichlaufgelenken mit hinterschnittfreien und/oder hin terschnittenen Kugellaufbahnen (6) sowie Käfigführungs flächen (7), durch spanloses Umformen eines Vorwerkstüc kes (3), das einen einseitig offenen Hohlraum zur Erstel lung der Kugellaufbahnen (6) und Käfigführungsflächen (7) aufweist, wobei das Vorwerkstück (3) in einem Außenwerk zeug (2) aufgenommen wird und durch ein Innenwerkzeug (1) unter Druckanwendung die Innenwandbereiche des Vorwerkstücks (3) zu den Kugel laufbahnen (6) und Käfigführungsflächen (7) verformt wer den,
dadurch gekennzeichnet, daß

- das Innenwerkzeug (1) als ein einteiliger, segment weise, unterschiedlich konvex gekrümmter Taumelpreß stempel (1) ausgebildet ist, der zunächst zentrisch in den Hohlraum des Vorwerkstückes (3) eingebracht wird und
- darauf folgend unter mehrmaligen Taumelbewegungen mit einem entsprechenden Taumelwinkel (α) die gewünschte Endform der Kugellaufbahnen (6) und Käfigführungsflä chen (7) erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taumelpreßbewegung eine axiale Eintauchbewegung über lagert wird.