DE19650343B4 - Process for producing a cylindrical, thin-walled hollow body with a profile - Google Patents

Process for producing a cylindrical, thin-walled hollow body with a profile Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen, dünnwandigen Hohlkörpers (10) mit einem Umfangsprofil, bei dem eine zylindrische Vorform an einem Futter (41) eingespannt und gemeinsam mit diesem in Rotation versetzt wird und anschließend mindestens eine außenprofilierte Formwalze (50) mit Profilstegen (51) und Profilnuten (52) an die Vorform angedrückt und dabei das Umfangsprofil angeformt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vorform mit einer axialen Länge verwendet wird, welche größer als die vorgesehene Länge des Umfangsprofils ist,
daß das Umfangsprofil an einem Teilbereich der axialen Länge der Vorform eingeformt wird, und
daß ein ringförmiger Randbereich (17) an mindestens einer freien Kante des zylindrischen Umfangs unprofiliert gelassen wird. Method for producing a cylindrical, thin-walled hollow body (10) with a circumferential profile, in which a cylindrical preform is clamped on a chuck (41) and rotated together with it, and then at least one externally profiled shaping roller (50) with profile webs (51) and Profile grooves (52) are pressed onto the preform and the peripheral profile is molded on, characterized in that
that a preform is used with an axial length which is greater than the intended length of the peripheral profile,
that the circumferential profile is molded on a portion of the axial length of the preform, and
that an annular edge region (17) is left unprofiled on at least one free edge of the cylindrical circumference.

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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen, dünnwandigen Holkörpers mit Umfangsprofil, bei denen eine zylindrische Vorform an einem Futter eingespannt und gemeinsam mit diesem in Rotation versetzt wird und anschließend mindestens eine außenprofilierte Formwalze mit Profilstegen und Profilnuten an die Vorform angedrückt und dabei das Umfangsprofil angeformt wird, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beziehungsweise dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.The invention relates to methods for the production of a cylindrical, thin-walled hollow body with Circumferential profile, where a cylindrical preform on a chuck clamped and rotated together with it and subsequently at least one outside profiled Form roller with profile webs and profile grooves pressed onto the preform and the circumferential profile is formed, according to the preamble of the claim 1 or the preamble of claim 5.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen, dünnwandigen Holkörpers mit einem Außenprofil und einem Innenprofil, bei dem eine zylindrische Vorform an einem Futter eingespannt wird, welches an seinem Außenumfang zum Formen des Innenprofils Profilstege und Profilnuten aufweist, die Vorform gemeinsam mit dem Futter in Rotation versetzt wird und anschließend an die Vorform mindestens eine Formwalze angedrückt wird, welche zum Formen des Außenprofils Profilstege und Profilnuten aufweist, wobei die Profilstege der Formwalze Wandbereiche der Vorform in die Profilnuten des Futters einformen, während die Profilnuten der Formwalze Wandbereiche der Vorform um die Profilstege des Futters formen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.The invention further relates to a Process for producing a cylindrical, thin-walled hollow body with an outer profile and an inner profile, in which a cylindrical preform on one Chuck is clamped, which on its outer circumference to form the inner profile Has profile webs and profile grooves, the preform together with the feed is rotated and then on the preform is pressed on at least one shaping roller, which is used for shaping of the outer profile Has profile webs and profile grooves, the profile webs of the forming roll Form wall areas of the preform into the profile grooves of the lining, while the profile grooves of the form roller wall areas of the preform around the profile webs shape the feed, according to the generic term of claim 8.

Es ist bekannt, Verzahnungen in dünnwandige Hohlkörper mittels einer oder mehrerer außenverzahnter Formwalzen einzuwalzen. Die Verzahnung oder ein anderes Profil, etwa ein Keilnut- oder Lamellenprofil, kann entweder an der Innen- oder der Außenseite der zylindrischen Hohlkörperwand angeformt werden. Bei Verwendung eines profilierten Werkzeugdorns kann sowohl die Innen- als auch die Außenseite der Hohlkörperwand mit einem Profil versehen werden.It is known to have gears in thin-walled hollow body by means of one or more externally toothed Roll in the form rolls. The toothing or another profile, such as a keyway or lamella profile, can be either on the inside or the outside the cylindrical hollow body wall be molded on. When using a profiled tool mandrel can cover both the inside and the outside of the hollow body wall be provided with a profile.

Insbesondere bei der Anformung von Profilen in längere Zylinder von Hohlkörpern besteht das Problem, daß das verzahnte Werkstück eine mehr oder weniger große Durchmesserveränderung oder Konizität erhält. Die bei dem Walzvorgang entstehende Durchmessererweiterung ist beispielhaft in 7 dargestellt. Die auftretende Formabweichung ist darauf zurückzuführen, daß es für die Ausprägung einer exakten Profilkontur erforderlich ist, den zylindrischen Mantel der Vorform zwischen dem Innenwerkzeug oder Werkzeugdorn und der Außenwalze zu quetschen. Durch die Dickentoleranzen bei den Ausgangswandstärken entstehen mehr oder größere Quetschvorgänge und damit Wanddickenreduzierungen. Diese Materialverdrängung führt zu einem Materialfluß in Längs- und Umfangsrichtung des Werkstücks. Die Materialverdrängung in Umfangsrichtung führt dabei zwangsweise zu einer Durchmesservergrößerung. Bei dem in 7 dargestellten topfförmigen Werkstück verhindert die Stabilität des Bodens eine Durchmesservergrößerung am Boden, so daß sich der Durchmesser mit zunehmender Entfernung vom Boden vergrößert und sich eine konische Form ausbildet.In particular when molding profiles into longer cylinders of hollow bodies, there is the problem that the toothed workpiece receives a more or less large change in diameter or taper. The diameter widening that occurs during the rolling process is exemplified in 7 shown. The shape deviation that occurs is due to the fact that it is necessary for the expression of an exact profile contour to squeeze the cylindrical jacket of the preform between the inner tool or tool mandrel and the outer roller. The thickness tolerances in the initial wall thicknesses result in more or larger squeezing processes and thus wall thickness reductions. This material displacement leads to a material flow in the longitudinal and circumferential direction of the workpiece. The material displacement in the circumferential direction inevitably leads to an increase in diameter. At the in 7 The pot-shaped workpiece shown prevents the stability of the base from increasing the diameter on the base, so that the diameter increases with increasing distance from the base and a conical shape is formed.

Es ist bekannt, diese konische Aufweitung durch eine entgegengesetzte konische Formgebung beim Einwalzvorgang zu kompensieren, wie schematisch in 8 gezeigt ist.It is known to compensate for this conical expansion by an opposite conical shape during the rolling process, as schematically in 8th is shown.

In der Praxis ergeben sich jedoch Probleme dadurch, daß die Tendenz und Größe zur Aufweitung abhängig ist von der jeweiligen Wanddickentoleranz des Ausgangsmaterials und dessen Werkstoffeigenschaften, insbesondere der Härte. Da die Konizität des Werkzeugdorns, wie in 8 dargestellt, konstant bleibt, entstehen so große Schwierigkeiten, mit einem solchen Verfahren stabile Fertigungsprozesse mit gleichen Werkstückgeometrien zu erzielen.In practice, however, problems arise from the fact that the tendency and size to widen depend on the respective wall thickness tolerance of the starting material and its material properties, in particular the hardness. Since the taper of the tool mandrel, as in 8th represented, remains constant, great difficulties arise with such a method to achieve stable manufacturing processes with the same workpiece geometries.

Aus der DE 28 19 701 ist ein Verfahren zur Herstellung von Verzahnungen in der Oberfläche eines Zahnradrohlings gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie dem Oberbegriff des Anspruchs 5 bekannt geworden, bei dem ein Zahnradrohling auf einer Welle festgespannt und gegen eine Zahnformrolle mit Formzähnen gedrückt wird, während beide in Rotation versetzt werden. Dabei wird das Zahnprofil am Umfang des Zahnradrohlings geformt.From the DE 28 19 701 a method for producing gears in the surface of a gear blank according to the preamble of claim 1 and the preamble of claim 5 has become known, in which a gear blank is clamped on a shaft and pressed against a toothed roller with shaped teeth while both are set in rotation , The tooth profile is formed on the circumference of the gear blank.

Ein Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Hohlkörpers mit einem Außen- und Innenprofil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 ist aus der JP 62-282 735 A (Patents Abstracts of Japan, Sect. M. Vol. 12 (1988), Nr. 164 (M-698)) bekannt geworden, bei dem ein zylindrischer Hohlkörper, wie ein Steuerrad eines Zahnriemenantriebs, aus einer Vorform hergestellt wird, indem diese mit einem in ihrem Hohlraum angeordneten außenprofilierten Formwerkzeug zwischen zwei Klemmhalter eingespannt wird, woraufhin eine mit Profilnuten und Profilstegen außenprofilierte Formwalze gegen die Vorform gedrückt wird und die Formwalze und die Vorform in Rotation versetzt werden, wodurch das Außen- und das Innenprofil an dem zylindrischen Hohlkörper angeformt oder eingewalzt wird.A method of making a cylindrical hollow body with an outside and inner profile according to the preamble of claim 8 is known from JP 62-282 735 A (Patents Abstracts of Japan, Sect. M. Vol. 12 (1988), No. 164 (M-698)), in which a cylindrical hollow body, like a steering wheel of a toothed belt drive, made from a preform by profiling it with an outer profile arranged in its cavity Forming tool is clamped between two clamp holders, whereupon a form roller with profiled grooves and profile webs against pressed the preform and the molding roll and the preform are set in rotation, whereby the outside and molded or rolled the inner profile on the cylindrical hollow body becomes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung zylindrischer, dünnwandiger Hohlkörper mit einem Profil anzugeben, mit denen die Hohlkörper nahezu ohne Abweichungen von der gewünschten Werkstückgeometrie zuverlässig gefertigt werden können.The invention has for its object methods for the production of cylindrical, thin-walled hollow body specify with a profile with which the hollow body with almost no deviations of the desired Workpiece geometry reliably manufactured can be.

Die Aufgabe wird mit einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß eine Vorform mit einer axialen Länge verwendet wird, welche größer als die vorgesehene Länge des Umfangsprofils ist, daß das Umfangsprofil an einem Teilbereich der axialen Länge der Vorform eingeformt wird, und daß ein ringförmiger Randbereich an mindestens einer freien Kante des zylindrischen Umfangs unprofiliert gelassen wird. Der ringförmige Randbereich liegt an der freien Kante, die von dem Bereich der Vorform entfernt liegt, an dem diese drehfest am Werkzeugdorn eingespannt ist. Durch diesen unprofilierten ringförmigen Randbereich an der einen freien Kante eines topfförmigen Werkstücks oder an beiden freien Kanten eines zylindermantelförmigen Werkstücks wird eine Randversteifung erreicht, welche ein Aufweiten des Randes verhindert. Dieser versteifte Randbereich hält somit den Zylindermantel beim Umformvorgang an dem Werkzeug, so daß ein Verzahnungs- oder Keilnutprofil parallel angeformt werden kann. Die notwendige Breite des ringförmigen Randbereichs ist abhängig vom Werkstückdurchmesser sowie dem Werkstückmaterial und beträgt in der Regel einige Millimeter. Je nach Verwendung des geformten Teils kann der Randbereich an diesem verbleiben oder in einem separaten Bearbeitungsschritt entfernt werden. Auch beim Abtrennen des ringförThe object is achieved with a first method according to the invention according to claim 1 in that a preform is used with an axial length that is greater than the intended length of the peripheral profile, that the peripheral profile is molded on a portion of the axial length of the preform, and that a ring-shaped ger edge area is left unprofiled on at least one free edge of the cylindrical circumference. The ring-shaped edge region lies on the free edge, which lies away from the region of the preform at which it is clamped in a rotationally fixed manner on the tool mandrel. This non-profiled annular edge area on one free edge of a pot-shaped workpiece or on both free edges of a cylindrical jacket-shaped workpiece achieves edge stiffening which prevents the edge from expanding. This stiffened edge region thus holds the cylinder jacket to the tool during the forming process, so that a toothed or keyway profile can be formed in parallel. The necessary width of the annular edge area depends on the workpiece diameter and the workpiece material and is usually a few millimeters. Depending on the use of the molded part, the edge area can remain there or be removed in a separate processing step. Even when separating the ringför

migen Randbereichs verbleibt das angeformte Profil in der gewünschten Form.This remains in the marginal area molded profile in the desired Shape.

Ein besonders kleiner ringförmiger Randbereich wird dadurch erreicht, daß die Vorform an dem ringförmigen Randbereich an dessen Außenumfang abgestützt wird. Bei einer Abstützung durch eine Stützeinrichtung hat sich eine Breite des ringförmigen Randbereichs von ca. 3 mm als bereits ausreichend erwiesen.A particularly small ring-shaped edge area is achieved in that the Preform on the annular Edge area is supported on the outer circumference. With a support by a support device has a width of the annular Edge area of approx. 3 mm has already been proven to be sufficient.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Vorform am ringförmigen Randbereich radial fest und axial verschiebbar abgestützt wird. Auf diese Weise kann verdrängtes Material in Achsrichtung, aber nicht in Umfangsrichtung fließen, so daß eine Durchmessererweiterung über die axiale Länge des Zylindermantels des Hohlkörpers zuverlässig verhindert wird.A further development of the invention is that the Preform on the ring Edge area is supported radially fixed and axially displaceable. In this way it can suppress Flow material in the axial direction, but not in the circumferential direction, see above that a Diameter expansion over the axial length of the Cylinder jacket of the hollow body reliably prevented becomes.

Für ein besonders wirksames Versteifen des ringförmigen Randbereiches ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß zum Abstützen der Vorform der ringförmige Randbereich mittels eines Spannrings umfaßt wird. Der Spannring kann dabei axial auf den ringförmigen Randbereich aufgeschoben werden, wobei ein Innendurchmesser des Spannrings dem Außendurchmesser des ringförmigen Randbereichs entspricht.For it is a particularly effective stiffening of the annular edge region provided according to the invention, that for support the preform of the annular Edge area is embraced by means of a clamping ring. The clamping ring can thereby axially on the annular Edge area are pushed, with an inner diameter of Clamping rings the outer diameter of the ring-shaped Edge area corresponds.

Weiter wird die Aufgabe mit einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Durch die Profilstege der Formwalze werden Vertiefungen in den Umfang der Vorform eingeformt und in die Profilnuten der Formwalze wird Material der Vorform verdrängt , welches in den Profilnuten der Formwalze in der Weise zu Profilerhebungen an der Vorform geformt wird, so daß ein Freiraum zwischen der geformten Profilerhebung und einem Profilnutgrund an der Formwalze ver verbleibt. Die in den Profilnuten der Formwalze ausgebildeten Profilerhebungen füllen die Profilnuten nicht voll aus, so daß zwischen den Profilerhebungen und dem Profilnutgrund ein definierter Abstand verbleibt. Der dadurch gebildete Freiraum ermöglicht es, daß überschüssiges Material frei in den Zahnkopf des Werkstücks fließen kann. Auf diese Weise wird ein Materialfluß in Umfangsrichtung und damit eine Durchmesseraufweitung verhindert.The task continues with one second method according to the invention solved according to claim 5. Through the profile webs of the form roller, there are recesses in the circumference the preform is molded and into the profile grooves of the forming roller Preform material displaced , which in the profile grooves of the form roller in the manner of profile surveys is formed on the preform so that a space between the shaped profile elevation and a profile groove base on the forming roller remains. The formed in the profile grooves of the form roller Fill in profile surveys the profile grooves are not fully, so that between the profile elevations and the profile groove base remains a defined distance. The one formed by it Free space allows it that excess material freely in the tooth head of the workpiece flow can. In this way, a material flow in the circumferential direction and thus prevents the diameter from widening.

Dieses Verfahren ist vor allem bei Verwendung eines unprofilierten Werkzeugdorns geeignet. Der Werkzeugdorn kann dabei ein innenliegender massiver Zylinderkörper oder bei der Anformung einer Innenverzahnung ein außenliegendes hülsenförmiges Werkzeug sein. Erfindungsgemäß ist es möglich, daß das Umfangsprofil an der Außenseite oder der Innenseite einer Hohlkörperwand vorgesehen wird.This procedure is mostly at Suitable to use an unprofiled tool mandrel. The tool mandrel can be an internal solid cylinder body or during molding an internal toothing an external one sleeve-shaped tool his. It is according to the invention possible, that this Circumferential profile on the outside or the inside of a hollow body wall is provided.

Grundsätzlich kann das Umfangsprofil ein axial verlaufendes Profil, beispielsweise Keilnuten, oder ein in Umfangsrichtung verlaufendes Profil sein. Es ist jedoch bevorzugt, daß als Umfangsprofil eine Verzahnung ausgebildet wird.Basically, the perimeter profile an axially extending profile, for example keyways, or a be circumferential profile. However, it is preferred that as Girth profile is formed.

Ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Hohlkörpers mit einem Außenprofil und mit einem Innenprofil wird die Aufgabe weiterhin mit einem dritten erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 8 durch gelöst, daß durch die Profilstege der Formwalze Wandbereiche in der Weise in die Profilnuten des Futters eingeformt werden, daß ein Freiraum zwischen einem eingeformten Wandbereich und einem Profilnutgrund am Futter verbleibt, und/oder daß durch die Profilnuten der Formwalze Wandbereiche in der Weise um die Profilstege des Futters geformt werden, daß ein Freiraum zwischen dem Profilnutgrund an der Formwalze und einem umgeformten Wandbereich verbleibt.Based on a process for Production of a cylindrical hollow body with an outer profile and with an inner profile, the task continues with a third method according to the invention solved according to claim 8, that through the Profile bars of the form roller wall areas in the manner in the profile grooves of the lining that a free space between one molded wall area and a profile groove base remains on the lining, and / or that through the profile grooves of the form roller wall areas in the manner around the profile webs of the feed that is shaped Free space between the bottom of the profile groove on the form roller and one reshaped wall area remains.

Auch bei diesem Verfahren verbleibt ein Freiraum zwischen einer eingeformten Profilerhebung eines Außen- oder Innenprofils und einem Grund der Profilnut, in die die Profilerhebung eingewalzt wurde. Dieser Freiraum dient als ein Volumenspeicher, in welchen verdrängtes Werkstückmaterial fließen kann. Dabei wird ein Materialfluß in Umfangsrichtung und somit eine Durchmesseraufweitung verhindert. Die an den Profil- oder Zahnköpfen auftretenden Formabweichungen sind dabei tolerierbar, da insbesondere bei der Ausbildung einer Verzahnung es vornehmlich auf die präzise Ausformung der Zahnflanken ankommt. Gegebenenfalls können die Zahnköpfe beispielsweise durch eine Dreh- oder Schleifbearbeitung auf einen einheitlichen Durchmesser gebracht werden.This procedure also remains a space between a molded profile elevation of an exterior or Inner profile and a bottom of the profile groove in which the profile elevation was rolled in. This free space serves as a volume storage in which repressed Workpiece material can flow. A material flow in Prevents circumferential direction and thus a diameter expansion. The on the profile or tooth heads Form deviations occurring are tolerable, in particular When forming a toothing, it is primarily due to the precise shaping the tooth flanks arrive. If necessary, the tooth tips, for example by turning or grinding to a uniform Brought diameter.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, daß durch die Profilstege der Formwalze Wandbereiche in der Weise in die Profilnuten des Werkzeugdorns eingeformt werden, daß ein Freiraum zwischen einem eingeformten Wandbereich und einem Profilnutgrund am Werkzeugdorn verbleibt, und daß durch die Profilnuten der Formwalze Wandbereiche in der Weise um die Profilstege des Werkzeugdorns geformt werden, daß ein Freiraum zwischen dem Profilnutgrund an der Formwalze und einem umgeformten Wandbereich verbleibt. Es sind also sowohl am Zahnfuß der verzahnten Walze und, am Zahnfuß des Werkzeugdorns Freiräume als Volumenspeicher vorgesehen. Unter dieser Voraussetzung kann das Profil des Werkzeugdorns und das Profil der verzahnten Walze zylindrisch ausgebildet werden, wobei keine Kompensation für einen "Spring-back-Effekt" erforderlich ist. Lediglich wenn der Zahnkopf des Werkstücks oder der Zahnfuß des Werkstücks zwingend mit einer exakten Kontur ausgebildet werden muß, wird man entweder den Zahnfuß des Werkzeugdorns oder nur den Zahnfuß der verzahnten Walze entsprechend ausbilden.According to the invention, it is also possible that wall areas are molded into the profile grooves of the tool mandrel by the profile webs of the molding roll in such a way that a space remains between a molded wall area and a profile groove base on the tool mandrel, and that wall areas in the manner by the profile grooves of the molding roll the profile webs of the tool mandrel are shaped so that there is a free space between the profile groove base on the forming roller and a formed one Wall area remains. Clearances are therefore provided as volume storage both on the tooth base of the toothed roller and on the tooth base of the tool mandrel. Under this condition, the profile of the tool mandrel and the profile of the toothed roller can be cylindrical, with no compensation for a "spring-back effect" being required. Only if the tooth tip of the workpiece or the tooth base of the workpiece must be formed with an exact contour, will either the tooth base of the tool mandrel or only the tooth base of the toothed roller be designed accordingly.

Zur Herstellung eines vielseitig einsetzbaren Getriebeteiles ist es bevorzugt, daß das Außen- und das Innenprofil als eine Verzahnung ausgebildet wird.To make a versatile usable transmission part, it is preferred that the outer and inner profile as a toothing is formed.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert, welche schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigenThe invention is based on exemplary embodiments further explained which are shown schematically in the drawings. In the drawings demonstrate

1 einen Ausschnitt einer Querschnittsansicht durch einen ersten erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper mit einem Innen- und einem Außenprofil; 1 a detail of a cross-sectional view through a first hollow body produced according to the invention with an inner and an outer profile;

2 einen Ausschnitt einer Querschnittsansicht durch einen zweiten erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper mit einem Innen- und einem Außenprofil; 2 a section of a cross-sectional view through a second hollow body according to the invention with an inner and an outer profile;

3 einen Ausschnitt durch einen dritten erfindungsgemäß hergestellten Hohlkörper mit einem Außenprofil; 3 a section through a third hollow body according to the invention with an outer profile;

4 einen Halbschnitt durch einen außenprofilierten Hohlkörper, welcher nach dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist; 4 a half-section through an externally profiled hollow body which is produced by the first method according to the invention;

5 einen Ausschnitt einer Querschnittsansicht durch einen Hohlkörper, der nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist; 5 a detail of a cross-sectional view through a hollow body which is produced by a further method according to the invention;

6 einen Ausschnitt einer stark schematisierten Querschnittsansicht eines Hohlkörpers, der nach einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt ist; und 6 a section of a highly schematic cross-sectional view of a hollow body, which is made by another method according to the invention; and

7 und 8 Querschnittsansichten zu einem herkömmlich hergestellten Hohlkörper mit Außenverzahnung. 7 and 8th Cross-sectional views of a conventionally produced hollow body with external teeth.

Die 1 bis 3 verdeutlichen drei grundlegende Arten von dünnwandigen Hohlkörpern mit Profil, welche durch einen Walzvorgang gefertigt werden können.The 1 to 3 illustrate three basic types of thin-walled hollow bodies with profile, which can be manufactured by a rolling process.

Der in 1 dargestellte Hohlkörper 10a weist ein Außenprofil 11 und ein Innenprofil 14 auf. Sowohl das Außenprofil 11 als auch das Innenprofil 14 weisen jeweils Profilerhebungen 12 bzw. 15 und Profilvertiefungen 13 bzw. 16 auf. Bei dem Werkstücktyp des Hohlkörpers 10a wird nur das Außenprofil 11 funktionsmäßig genutzt, während das Innenprofil 14 ausschließlich unter Berücksichtigung verfahrenstechnischer Gesichtspunkte, beispielsweise der Einstellung einer bestimmten Kaltverfestigung, optimiert wird.The in 1 shown hollow body 10a has an outer profile 11 and an inner profile 14 on. Both the outer profile 11 as well as the inner profile 14 each have profile surveys 12 respectively. 15 and profile recesses 13 respectively. 16 on. For the workpiece type of the hollow body 10a only the outer profile 11 functionally used while the inner profile 14 is only optimized taking into account procedural aspects, for example the setting of a specific work hardening.

Der in 2 gezeigte Hohlkörper 10b besitzt ein Außenprofil 11 und ein Innenprofil 14, welche beide an dem Fertigteil funktionale Aufgaben erfüllen. Derartige Hohlkörper 10b werden häufig als sogenannte Lamellenkörper verwendet.The in 2 shown hollow body 10b has an outer profile 11 and an inner profile 14 , both of which perform functional tasks on the finished part. Such hollow body 10b are often used as so-called lamellar bodies.

Ein weiterer Werkstücktyp ist durch einen Holkörper 10c in 3 dargestellt. Der Hohlkörper 10c weist lediglich an einer Seite einer Hohlkörperwandung eine Profil auf, während die andere unprofiliert bleibt.Another type of workpiece is through a hollow body 10c in 3 shown. The hollow body 10c only has a profile on one side of a hollow body wall, while the other remains unprofiled.

4 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen Hohlkörper 10, welcher gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren profiliert wird. Der Hohlkörper 10 kann dabei einer der in den 1 bis 3 dargestellten Werkstücktypen sein. 4 shows a cross-sectional view through a hollow body 10 , which is profiled according to the first method according to the invention. The hollow body 10 can one of the in the 1 to 3 workpiece types shown.

Zur Anformung eines Außenprofils 11, welches bei dieser Ausführungsform eine Geradverzahnung mit einer nutzbaren Verzahnungslänge Lv ist, wird der Hohlkörper 10 in einer Umformvorrichtung 40 mit einem rotierbaren Futter 41 (nachfolgend auch mit Werkzeugdorn bezeichnet) eingespannt. Das Einspannen erfolgt mittels einer Andruckscheibe 42, welche einen scheibenförmigen Boden 19 des topfförmigen Hohlkörpers 10 axial gegen eine Stirnseite des Futters bzw. Werkzeugdorns 41 spannt. Ein Zylindermantel 18 des Hohlkörpers 10 liegt dabei auf dem Außenumfang des Werkzeugdorns 41 auf.For forming an outer profile 11 , which in this embodiment is a straight toothing with a usable toothing length L v , becomes the hollow body 10 in a forming device 40 with a rotatable chuck 41 (hereinafter also referred to as tool mandrel). The clamping is done by means of a pressure disc 42 which have a disc-shaped bottom 19 of the cup-shaped hollow body 10 axially against an end face of the chuck or tool mandrel 41 stressed. A cylinder jacket 18 of the hollow body 10 lies on the outer circumference of the tool mandrel 41 on.

Durch radiale Zustellung einer nicht dargestellten Formwalze an den Außenumfang des Zylindermantels 18 wird entsprechend der Profilierung der Formwalze das Außenprofil 11 angeformt. Um dabei eine Durchmesseraufweitung des Hohlkörpers 10 zu verhindern, wird das Außenprofil 11 nur an einem Teilbereich des Umfangs des Hohlkörpers 10 angeformt. Dabei bleibt ein ringförmiger Randbereich 17 an einer freien Kante des Zylindermantels 18 unverformt, welche von dem drehfest eingespannten Boden 19 entfernt liegt.By radial infeed of a shaping roller, not shown, to the outer circumference of the cylinder jacket 18 becomes the outer profile according to the profiling of the form roller 11 formed. In order to expand the diameter of the hollow body 10 to prevent the outer profile 11 only on a portion of the circumference of the hollow body 10 formed. This leaves an annular edge area 17 on a free edge of the cylinder jacket 18 undeformed, which from the rotatably clamped floor 19 away.

Dieser ringförmige Randbereich 17 behält während des Umformvorganges im wesentlichen seine Form bei, so daß in diesem Bereich auch keine Durchmesseraufweitung stattfinden kann. Es findet also eine Versteifung der freien Kante des Zylindermantels 18 statt, so daß hierdurch über die gesamte axiale Länge des Hohlkörpers 10 dessen Durchmesser im wesentlichen konstant gehalten werden kann.This ring-shaped edge area 17 Maintains its shape during the forming process, so that no diameter widening can take place in this area. So there is a stiffening of the free edge of the cylinder jacket 18 instead, so that this over the entire axial length of the hollow body 10 whose diameter can be kept substantially constant.

Für eine bessere Versteifung wird der ringförmige Randbereich 17 an seinem Außenumfang durch einen Spannring 43 abgestützt, welcher auf dem Außenumfang des Werkzeugdorns 41 axial verschiebbar gelagert ist. Der hülsenförmigen Spannring 43 weist in seinem vorderen innenliegenden Bereich eine Ausnehmung 44 mit einem Durchmesser auf, welcher dem Außendurchmesser des ringförmigen Bereichs 17 entspricht. Mit dieser Ausnehmung 44 kann der Spannring 43 auf den ringförmigen Bereich 17 aufgeschoben werden, um diesen umfangsmäßig zu umgreifen und abzustützen. Die axiale Länge der Ausnehmung 44 ist so ausgelegt, daß genügend Raum für eine axiale Längung des Hohlkörpers 10 während des Umformvorganges verbleibt.The ring-shaped edge area is used for better stiffening 17 on its outer circumference by a tension ring 43 supported, which on the outer circumference of the tool mandrel 41 is axially displaceable. The sleeve-shaped clamping ring 43 has a recess in its front inner area 44 with a diameter which is the outer diameter of the annular region 17 equivalent. With this recess 44 can the clamping ring 43 on the annular area 17 be deferred to this circumference to grasp and support moderately. The axial length of the recess 44 is designed so that there is enough space for axial elongation of the hollow body 10 remains during the forming process.

Die Formung eines Hohlkörpers 10b mit einem Außenprofil 11 und einem Innenprofil 14 nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren ist in 5 dargestellt. Eine nicht gezeigte dünnwandige zylindrische Vorform wird auf einem Werkzeugdorn 41 mit Profilstegen 45 und Profilnuten 46 eingespannt. An den Außenumfang der Vorform wird anschließend eine Formwalze 50 mit Profilstegen 51 und Profilnuten 52 radial zugestellt, wobei der Hohlkörper 10b geformt wird.The formation of a hollow body 10b with an outer profile 11 and an inner profile 14 according to a further method according to the invention is in 5 shown. A thin-walled cylindrical preform, not shown, is placed on a tool mandrel 41 with profile bars 45 and profile grooves 46 clamped. A shaping roller is then attached to the outer circumference of the preform 50 with profile bars 51 and profile grooves 52 radially delivered, the hollow body 10b is formed.

Die Profilstege 51 der Formwalze 50 drücken während des Umformvorganges Wandbereich der Vorform in die entsprechend ausgeformten Profilnuten 46 des Werkzeugdorns 41, so daß die Profilerhebungen 15 des Innenprofils 14 entstehen. Gleichzeitig werden Wandbereiche der Vorform durch die Profilnuten 52 der Formwalze 50 um die Profilstege 45 des Werkzeugdorns 41 geformt, wodurch die Profilerhebungen 12 des Außenprofils 11 geformt werden. Hierbei rotieren die Formwalze 50 und der Werkzeugdorn 41 in der durch Pfeile angezeigten Richtung.The profile webs 51 the form roller 50 press the wall area of the preform into the correspondingly shaped profile grooves during the forming process 46 of the tool mandrel 41 so that the profile surveys 15 of the inner profile 14 arise. At the same time, wall areas of the preform through the profile grooves 52 the form roller 50 around the profile webs 45 of the tool mandrel 41 shaped, creating the profile elevations 12 of the outer profile 11 be shaped. Here, the form roller rotate 50 and the tool mandrel 41 in the direction indicated by arrows.

Die Konturen der Formwalze 50 und des Werkzeugdorns 41 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Hohlkörper 10b mit seiner Innenseite an den Profilstegen 45 des Werkzeugdorns 41 anliegt, jedoch ein Freiraum 48 zwischen einem Profilnutgrund 47 und dem in die Profilnut 46 eingeformten Wandbereich verbleibt. In gleicher Weise kommt die Außenseite des Hohlkörpers 10b mit den Profilstegen 51 der Formwalze 50 bereichsweise zur Anlage, wobei zwischen einem Profilnutgrund 53 der Formwalze 50 und dem in die Profilnut 52 eingeformten Wandbereich des Hohlkörpers 10b ein Freiraum 54 verbleibt.The contours of the form roller 50 and the tool mandrel 41 are coordinated so that the hollow body 10b with its inside on the profile webs 45 of the tool mandrel 41 but there is a free space 48 between a profile groove base 47 and that in the profile groove 46 molded wall area remains. The outside of the hollow body comes in the same way 10b with the profile bars 51 the form roller 50 in some areas to the system, being between a profile groove base 53 the form roller 50 and that in the profile groove 52 molded-in wall area of the hollow body 10b a space 54 remains.

Die Freiräume 48 und 54 dienen als Volumenspeicher zur Aufnahme von verdrängtem Werkstückmaterial, so daß ein Materialfluß in Umfangsrichtung und somit eine Durchmesseraufweitung verhindert wird.The free spaces 48 and 54 serve as volume storage for receiving displaced workpiece material, so that a material flow in the circumferential direction and thus a diameter expansion is prevented.

In 6 ist linksseitig die Wand einer Vorform 9 dargestellt, in welche ein Außenprofil 11 mit Profilerhebungen 12 und Profilvertiefungen 13 zu einem Hohlkörper 10 eingeformt wird. Das Außenprofil 11 weist eine Zahnbreite Zb und eine Zahnhöhe a auf. Eine Profilerhebung 12 wird bei diesem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren durch das Material 20 gebildet, welches seitlich zu der vorgesehenen Profilerhebung 12 durch die Formwalze bei der Ausformung der Profilvertiefungen 13 verdrängt wird. Eine unerwünschte Materialverdrängung in Umfangsrichtung wird durch Anformung von sogenannten "Hohlzähnen" so weit wie möglich reduziert. Die nicht dargestellte Formwalze muß dabei eine exakte Einhaltung der geforderten Kontakthöhen oder Zahnhöhen a der Verzahnung einhalten.In 6 is the wall of a preform on the left 9 shown in which an outer profile 11 with profile surveys 12 and profile recesses 13 to a hollow body 10 is molded. The outer profile 11 has a tooth width Z b and a tooth height a. A profile survey 12 is in this second method according to the invention by the material 20 formed, which laterally to the intended profile survey 12 through the form roller when shaping the profile recesses 13 is ousted. Unwanted material displacement in the circumferential direction is reduced as much as possible by forming so-called "hollow teeth". The form roller, not shown, must adhere exactly to the required contact heights or tooth heights a of the toothing.

7 zeigt einen Querschnitt durch einen Hohlkörper 110, an dessen Zylindermantelfläche 118 ein Außenprofil 111 nach einem herkömmlichen Verfahren eingewalzt wurde. Dabei tritt ein Materialfluß in Umfangsrichtung in dem Zylindermantel 118 auf, der zu einer unerwünschten konischen Aufweitung des Durchmessers des Hohlkörpers 110 führt. 7 shows a cross section through a hollow body 110 , on the cylinder surface 118 an outer profile 111 was rolled in by a conventional method. A flow of material occurs in the circumferential direction in the cylinder jacket 118 on, which leads to an undesired conical widening of the diameter of the hollow body 110 leads.

8 zeigt ein herkömmliches Verfahren, mit dem eine Kompensation der Durchmesseraufweitung erreicht werden soll. Hierbei wird ein Werkzeugdorn 141 verwendet, welcher sich zu seinem freien Ende hin konisch erweitert. Zur Anformung eines Außenprofils an den Hohlkörper 110 ist eine Formwalze 150 mit einer an den Konuswinkel des Werkzeugdorns 141 angepaßten Außenkontur notwendig. Trotz der aufwendigen speziellen Ausbildung der Formwalze 150 und des Werkzeugdorns 141 kann bei diesem bekannten Verfahren beim Auftreten üblicher Maß- und Werkstofftoleranzen am Hohlkörper 110 die Einhaltung einer gewünschten Zylinderform am Hohlkörper 110 nicht zuverlässig gewährleistet werden. 8th shows a conventional method with which compensation for the expansion of the diameter is to be achieved. This becomes a tool mandrel 141 used, which widens conically towards its free end. For forming an outer profile on the hollow body 110 is a form roller 150 with one on the cone angle of the tool mandrel 141 adapted outer contour necessary. Despite the complex special training of the form roller 150 and the tool mandrel 141 can with this known method when the usual dimensional and material tolerances occur on the hollow body 110 compliance with a desired cylindrical shape on the hollow body 110 cannot be guaranteed reliably.

Claims (9)

Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen, dünnwandigen Hohlkörpers (10) mit einem Umfangsprofil, bei dem eine zylindrische Vorform an einem Futter (41) eingespannt und gemeinsam mit diesem in Rotation versetzt wird und anschließend mindestens eine außenprofilierte Formwalze (50) mit Profilstegen (51) und Profilnuten (52) an die Vorform angedrückt und dabei das Umfangsprofil angeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorform mit einer axialen Länge verwendet wird, welche größer als die vorgesehene Länge des Umfangsprofils ist, daß das Umfangsprofil an einem Teilbereich der axialen Länge der Vorform eingeformt wird, und daß ein ringförmiger Randbereich (17) an mindestens einer freien Kante des zylindrischen Umfangs unprofiliert gelassen wird. Process for producing a cylindrical, thin-walled hollow body ( 10 ) with a circumferential profile in which a cylindrical preform on a chuck ( 41 ) is clamped and rotated together with it and then at least one externally profiled forming roller ( 50 ) with profile bars ( 51 ) and profile grooves ( 52 ) pressed onto the preform and the circumferential profile is thereby molded, characterized in that a preform is used with an axial length which is greater than the intended length of the circumferential profile, that the circumferential profile is molded in on a portion of the axial length of the preform, and that an annular edge area ( 17 ) is left unprofiled on at least one free edge of the cylindrical circumference. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform an dem ringförmigen Randbereich (17) an dessen Außenumfang abgestützt wird.A method according to claim 1, characterized in that the preform on the annular edge region ( 17 ) is supported on its outer circumference. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorform am ringförmigen Randbereich (17) radial fest und axial verschiebbar abgestützt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the preform on the annular edge region ( 17 ) is supported radially fixed and axially displaceable. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abstützen der Vorform der ringförmige Randbereich (17) mittels eines Spannrings umfangsmäßig umfaßt wird.Method according to claim 2 or 3, according to one of the preceding claims, characterized in that for supporting the preform the annular edge region ( 17 ) is circumferentially embraced by means of a clamping ring. Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen, dünnwandigen Hohlkörpers (10) mit Umfangsprofil, bei dem eine zylindrische Vorform an einem Futter (41) eingespannt und gemeinsam mit diesem in Rotation versetzt wird und anschließend mindestens eine außenprofilierte Formwalze (50) mit Profilstegen (51) und Profilnuten (52) an die Vorform angedrückt und dabei das Umfangsprofil angeformt wird, wobei durch die Profilstege (51) der Formwalze (50) Vertiefungen (13) in den Umfang der Vorform eingeformt werden und in die Profilnuten (52) der Formwalze (50) Material (20) der Vorform verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Profilnuten (52) der Formwalze (50), die tiefer ausgebildet sind als die gewünschte Höhe von an der Vorform zu bildenden Profilerhebungen (12), beim Walzvorgang ein Freiraum zwischen der geformten Profilerhebung (12) und einem Profilnutgrund an der Formwalze (50) verbleibt.Process for producing a cylindrical, thin-walled hollow body ( 10 ) with circumferential profile, where a cylindrical preform on a chuck ( 41 ) is clamped and rotated together with it and then at least one externally profiled forming roller ( 50 ) with profile bars ( 51 ) and profile grooves ( 52 ) pressed onto the preform and the circumferential profile is molded on, whereby through the profile webs ( 51 ) the forming roller ( 50 ) Deepenings ( 13 ) are molded into the circumference of the preform and into the profile grooves ( 52 ) the forming roller ( 50 ) Material ( 20 ) the preform is displaced, characterized in that the profile grooves ( 52 ) the forming roller ( 50 ) which are deeper than the desired height of profile elevations to be formed on the preform ( 12 ), during the rolling process, a space between the shaped profile elevation ( 12 ) and a profile groove base on the form roller ( 50 ) remains. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfangsprofil an der Außenseite oder Innenseite einer Hohlkörperwand vorgesehen wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that this Circumferential profile on the outside or inside of a hollow body wall is provided. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Umfangsprofil eine Verzahnung ausgebildet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that that as Girth profile is formed. Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen, dünnwandigen Hohl körpers (10) mit einem Außenprofil (11) und einem Innenprofil (14) bei dem eine zylindrische Vorform an einem Futter (41) eingespannt wird, welches an seinem Außenumfang zum Formen des Innenprofils (14) Profilstege (45) und Profilnuten (46) aufweist, die Vorform gemeinsam mit dem in Futter (41) Rotation versetzt wird und anschließend an die Vorform mindestens eine Formwalze (50) angedrückt wird, welche zum Formen des Außenprofils (11) Profilstege (51) und Profilnuten (52) aufweist, wobei die Profilstege (51) der Formwalze (50) Wandbereiche de Vorform in die Profilnuten (46) des Futters (41) einformen, während die Profilnuten (52) der Formwalze (50) Wandbereiche de Vorform um die Profilstege (45) des Futters (41) formen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Profilstege (51) der Formwalze (50) Wandbereiche in der Weise in die Profilnuten (46) des Futters (41) eingeformt werden, daß ein Freiraum (48) zwischen einem eingeformten Wandbereich und einem Profilnutgrund (47) am Futter (41) verbleibt, und/oder daß durch die Profilnuten (52) der Formwalze (50) Wandbereiche in der Weise um die Profilstege (45) des Futters (41) geformt werden, daß ein Freiraum (54) zwischen dem Profilnutgrund (53) an der Formwalze (50) und einem ungeformten Wandbereich verbleibt.Process for producing a cylindrical, thin-walled hollow body ( 10 ) with an outer profile ( 11 ) and an inner profile ( 14 ) with a cylindrical preform on a chuck ( 41 ) is clamped, which on its outer circumference for forming the inner profile ( 14 ) Profile bars ( 45 ) and profile grooves ( 46 ), the preform together with that in the lining ( 41 ) Rotation is set and then at least one shaping roller after the preform ( 50 ) which is used to form the outer profile ( 11 ) Profile bars ( 51 ) and profile grooves ( 52 ), the profile webs ( 51 ) the forming roller ( 50 ) Wall areas of the preform in the profile grooves ( 46 ) of the feed ( 41 ) while the profile grooves ( 52 ) the forming roller ( 50 ) Wall areas of the preform around the profile webs ( 45 ) of the feed ( 41 ), characterized in that the profile webs ( 51 ) the forming roller ( 50 ) Wall areas in the way in the profile grooves ( 46 ) of the feed ( 41 ) that a free space ( 48 ) between a molded-in wall area and a profile groove base ( 47 ) on the lining ( 41 ) remains and / or that through the profile grooves ( 52 ) the forming roller ( 50 ) Wall areas in the manner around the profile webs ( 45 ) of the feed ( 41 ) that a free space ( 54 ) between the profile groove base ( 53 ) on the forming roller ( 50 ) and an unshaped wall area remains. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen- und das Innenprofil als eine Verzahnung ausgebildet wird.A method according to claim 8, characterized in that this Outside- and the inner profile is formed as a toothing.
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